JP2022518829A - 電池モジュール、その製造方法および電池パック - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例による電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体と、前記電池セル積層体を収容し上部が開放されたモジュールフレームと、前記開放されたモジュールフレームの上部で前記電池セル積層体を覆う上部プレートとを含み、前記モジュールフレームは、底部および互いに向かい合う２つの側面部を含み、前記底部は、第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分は、前記電池セルの長手方向における縁部に位置し、前記第２部分は、前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは、前記第２部分の厚さより薄い。

Description

関連出願との相互参照

本出願は、２０１９年６月１２日付の韓国特許出願第１０－２０１９－００６９２２８号および２０２０年５月２９日付の韓国特許出願第１０－２０２０－００６４７５５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本明細書の一部として含まれる。

本発明は、電池モジュール、その製造方法および電池パックに関し、より具体的には、空間活用率を向上させ、部品の損傷を最小化する電池モジュール、その製造方法および電池パックに関する。

製品群による適用の容易性が高く、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またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置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低減できるという一次的な利点だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしくかつエネルギーの効率性向上のための新たなエネルギー源として注目されている。

小型モバイル機器にはデバイス１台あたり１または２、３、４つの電池セルが用いられるのに対し、自動車などのような中大型デバイスには高出力大容量が必要である。したがって、複数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが用いられる。

中大型電池モジュールは、できれば小型で且つ軽量に製造されることが好ましいので、高い集積度で積層可能であり、容量対比重量が小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に用いられている。一方、電池モジュールは、セル積層体を外部からの衝撃、熱または振動から保護するために、前面と後面が開放されて電池セル積層体を内部空間に収納するフレーム部材を含むことができる。

図１は、従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す斜視図である。

図１を参照すれば、電池モジュールは、複数の電池セル１１が積層されて形成された電池セル積層体１２と、電池セル積層体１２を覆うように前面および後面が開放されたモノフレーム２０と、モノフレーム２０の前面および後面を覆うエンドプレート６０とを含むことができる。このような電池モジュールを形成するために、図１に示した矢印のように、Ｘ軸方向に沿ってモノフレーム２０の開放された前面または後面へ電池セル積層体１２が挿入されるように水平方向の組立が必要である。ただし、このような水平方向の組立が安定的に行われるように、電池セル積層体１２とモノフレーム２０との間に十分な余裕空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を確保しなければならない。ここで、余裕空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）とは、嵌め合いなどによって発生する隙間をいう。余裕空間が小さい場合に、水平方向の組立過程で部品の損傷が生じうる。したがって、モノフレーム２０の高さは、電池セル積層体１２の最大高さおよび挿入過程での組立公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）などを考慮して大きく設計されなければならず、それによって不要な無駄な空間が発生することがあった。

本発明が解決しようとする課題は、電池セル積層体を囲むフレーム部材の構造を変形することによって、空間活用率を向上させ、部品の損傷を最小化する電池モジュール、その製造方法および電池パックを提供することである。

しかし、本発明の実施例が解決しようとする課題は上述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張可能である。

本発明の一実施例による電池モジュールは、複数の電池セルが積層されている電池セル積層体と、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームとを含み、前記モジュールフレームは、底部および互いに向かい合う２つの側面部と、上部プレートとを含み、前記底部は、第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分は、前記電池セルの長手方向における縁部に位置し、前記第２部分は、前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは、前記第２部分の厚さより薄い。

前記電池モジュールは、前記電池セル積層体に連結されるバスバーフレームをさらに含み、前記モジュールフレームは、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向において互いに対向する両側が開放され、前記モジュールフレームの開放された両側における前記バスバーフレームは、前記電池セル積層体に連結され、前記バスバーフレームは、前記電極リードが突出した方向に垂直に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの下部から延びた折曲部とを含むことができる。

前記折曲部は、前記底部の前記第１部分上に位置することができる。

前記折曲部の厚さと前記第１部分の厚さとを合わせた厚さは、前記第２部分の厚さより薄くてよい。

前記電池セルは、幅方向に形成された突出部を含み、前記突出部は、前記折曲部上に位置することができる。

前記電池モジュールは、前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置するパッド部をさらに含んでもよい。

前記電池モジュールは、前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置する熱伝導性樹脂層をさらに含み、前記パッド部は、前記熱伝導性樹脂層と前記第１部分との間に位置することができる。

前記モジュールフレームの前記底部および互いに向かい合う２つの前記側面部は、上部が開放されたＵ字状フレームを構成しており、前記Ｕ字状フレームは、前記上部プレートと結合し、前記複数の電池セルの積層方向と垂直な前記電池セル積層体の下部面が前記モジュールフレームの前記底部に装着される。

前記モジュールフレームの開放された両側にそれぞれ結合されたエンドプレートをさらに含み、前記モジュールフレームの開放された前記両側は、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向において互いに対向することができる。

２つの前記側面部間の距離は、前記上部プレートの幅と等しくてよい。

前記モジュールフレームの前記側面部は、前記側面部の内面の角に沿って形成されたラウンド部を含むことができる。

本発明の他の実施例による電池パックは、上記で説明した電池モジュールを含む。

本発明の他の実施例による電池モジュールの製造方法は、上部が開放され底部および互いに向かい合う２つの側面部を含むフレームの前記底部に電池セル積層体を装着する段階と、開放された前記フレームの前記上部で前記電池セル積層体を覆うように上部プレートを装着する段階と、前記上部プレートと前記フレームの前記側面部とを結合する段階と、前記フレームの開放された両側にそれぞれエンドプレートを結合する段階とを含み、前記電池セル積層体は、前記フレームの前記底部に垂直な方向に沿って移動しながら前記フレームの前記底部に装着される。

前記電池モジュールの製造方法は、前記電池セル積層体を前記フレームの前記底部に装着する前に、前記電池セル積層体に含まれている電池セルの電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレームを移動しながら前記電池セル積層体と前記バスバーフレームとを連結する段階をさらに含んでもよい。

前記電池モジュールの製造方法は、前記電池セル積層体を前記フレームの前記底部に装着する前に、前記フレームの前記底部に熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含んでもよい。

前記電池モジュールの製造方法は、前記熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に、前記フレームの前記底部にパッド部を形成する段階をさらに含み、前記パッド部は、塗布される前記熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドすることができる。

前記電池セル積層体に含まれている複数の電池セルの積層方向と垂直な方向に前記電池セル積層体が前記フレームの前記底部に挿入される。

実施例によれば、Ｕ字状フレームを実現することで、従来技術に比べて、電池セル積層体とフレームとの間の余裕空間を低減して空間活用率を向上させることができる。

また、組立時の損傷防止のために必要な保護カバーを除去することができる。

さらに、Ｕ字状フレームの底部縁部を加工して電池セル積層体とフレームとの間の間隙を縮小することで、高さ方向への空間活用性を向上させることができる。

従来のモノフレームを有する電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明の一実施例による電池モジュールを示す分解斜視図である。 図２の電池モジュールの構成要素が結合した状態を示す斜視図である。 図２の電池セル積層体に含まれている１つの電池セルを示す斜視図である。 図２の電池モジュールにおけるＵ字状フレームを示す斜視図である。 図２の電池モジュールにおけるバスバーフレームを示す斜視図である。 図３における電池セル積層体の長手方向であるＸＺ平面に沿って切断した断面図である。 図７の比較例に相当する電池モジュールの断面図である。 図２の電池モジュールにおけるＵ字状フレームの側面部の変形実施例を示す斜視図である。 図９の比較例に相当するＵ字状フレームを示す斜視図である。 本発明の他の実施例による電池モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の他の実施例による電池モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の他の実施例による電池モジュールの製造方法を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の様々な実施例について、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が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のところに限定されない。図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」または「上部」にあるとする時、これは、他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。さらに、基準となる部分の「上」または「上部」にあるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に向かって「上」または「上部」に位置することを意味するものではない。

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

さらに、明細書全体において、「平面上」とする時、これは対象部分を上からみた時を意味し、「断面上」とする時、これは対象部分を垂直に切断した断面を横からみた時を意味する。

図２は、本発明の一実施例による電池モジュールを示す分解斜視図である。図３は、図２の電池モジュールの構成要素が結合した状態を示す斜視図である。図４は、図２の電池セル積層体に含まれている１つの電池セルを示す斜視図である。

図２および図３を参照すれば、本実施例による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０を含む電池セル積層体１２０と、上部面、前面および後面が開放されたＵ字状フレーム３００と、電池セル積層体１２０の上部を覆う上部プレート４００と、電池セル積層体１２０の前面および後面にそれぞれ位置するエンドプレート１５０と、電池セル積層体１２０とエンドプレート１５０との間に位置するバスバーフレーム１３０とを含む。

Ｕ字状フレーム３００の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側とする時、Ｕ字状フレーム３００は、前記第１側と前記第２側に対応する電池セル積層体１２０の面を除く残りの外面のうち、互いに隣接した前面、下面および後面を連続的に囲むように折曲げられた板状構造からなる。Ｕ字状フレーム３００の下面に対応する上面は開放されている。

上部プレート４００は、Ｕ字状フレーム３００によって囲まれる前面、下面および後面を除いた残りの上面を囲む１つの板状構造からなる。Ｕ字状フレーム３００と上部プレート４００は、互いに対応する角部位が接触した状態で、溶接などによって結合されることによって電池セル積層体１２０を囲む構造を形成することができる。つまり、Ｕ字状フレーム３００と上部プレート４００は、互いに対応する角部位に溶接などの結合方法で形成された結合部ＣＰが形成される。

電池セル積層体１２０は、一方向に積層された複数の電池セル１１０を含み、複数の電池セル１１０は、図２に示すように、Ｙ軸方向に積層される。電池セル１１０は、パウチ型電池セルであることが好ましい。例えば、図４を参照すれば、本実施例による電池セル１１０は、２つの電極リード１１１、１１２が互いに対向して電池本体１１３の一端部１１４ａと他の一端部１１４ｂからそれぞれ突出している構造を有する。電池セル１１０は、電池ケース１１４に電極組立体（図示せず）を収納した状態で、ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂとこれらを連結する両側面１１４ｃとを接着することによって製造できる。言い換えれば、本実施例による電池セル１１０は、計３箇所のシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃを有し、シーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂ、１１４ｓｃは、熱融着などの方法でシーリングされる構造であり、残りの他の一側部は、連結部１１５からなる。電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂの間を電池セル１１０の長手方向と定義し、電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂを連結する一側部１１４ｃと連結部１１５との間を電池セル１１０の幅方向と定義することができる。

連結部１１５は、電池セル１１０の一周縁に沿って長く延びている領域であり、連結部１１５の端部に電池セル１１０の突出部１１０ｐが形成される。突出部１１０ｐは、連結部１１５の両端部の少なくとも１つに形成され、連結部１１５が延びる方向に垂直な方向に突出できる。突出部１１０ｐは、電池ケース１１４の両端部１１４ａ、１１４ｂのシーリング部１１４ｓａ、１１４ｓｂのうちの１つと連結部１１５との間に位置することができる。

電池ケース１１４は、一般に樹脂層／金属薄膜層／樹脂層のラミネート構造からなる。例えば、電池ケースの表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなる場合には、中大型電池モジュールを形成するために複数の電池セルを積層する時、外部衝撃によって滑りやすい傾向がある。したがって、これを防止し電池セルの安定した積層構造を維持するために、電池ケースの表面に両面テープなどの粘着式接着剤または接着時の化学反応によって結合される化学接着剤などの接着部材を付着させて電池セル積層体１２０を形成することができる。本実施例において、電池セル積層体１２０は、Ｙ軸方向に積層され、Ｚ軸方向にＵ字状フレーム３００の内部に収容されて、後述する熱伝導性樹脂層によって冷却が行われる。これに対する比較例として、電池セルがカートリッジ形態の部品に形成されて、電池セル間の固定が電池モジュールフレームへの組立で行われる場合がある。このような比較例では、カートリッジ形態の部品の存在によって冷却作用がほとんどないか、冷却作用が電池セルの面方向に行われるものの、電池モジュールの高さ方向には冷却がうまく行われない。

図５は、図２の電池モジュールにおけるＵ字状フレームを示す斜視図である。

図５を参照すれば、本実施例によるＵ字状フレーム３００は、底部３００ａおよび互いに向かい合う２つの側面部３００ｂを含む。図２で説明した電池セル積層体１２０がＵ字状フレーム３００の底部３００ａに装着される前に、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａに熱伝導性樹脂を塗布し、熱伝導性樹脂を硬化して熱伝導性樹脂層３１０を形成することができる。

熱伝導性樹脂層３１０を形成する前に、つまり、前記塗布した熱伝導性樹脂が硬化する前に、電池セル積層体１２０がＵ字状フレーム３００の底部３００ａに垂直な方向に沿って移動しながらＵ字状フレーム３００の底部３００ａに装着される。以後、熱伝導性樹脂が硬化して形成された熱伝導性樹脂層３１０は、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａと電池セル積層体１２０との間に位置する。熱伝導性樹脂層３１０は、電池セル１１０で発生する熱を、電池モジュール１００の底に伝達し、電池セル積層体１２０を固定する役割を果たすことができる。

本実施例による電池モジュールは、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａに形成されたパッド部３２０をさらに含んでもよい。パッド部３２０は、熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドし、または熱伝導性樹脂が底部３００ａの外部にあふれるのを防止することができ、少なくとも１つ形成される。図５では、底部３００ａの中央に１つ、Ｘ軸方向を基準として底部３００ａの両端部にそれぞれ１つずつパッド部３２０が形成されたものとして示したが、熱伝導性樹脂の塗布量などを考慮して、パッド部３２０の大きさ、位置および個数などを設計変更することができる。パッド部３２０は、絶縁フィルムで形成される。この時、熱伝導性樹脂が底部３００ａの上部に電池セル１１０が接して圧縮できるように、パッド部３２０がポリウレタンフォーム（ＰＵ ｆｏａｍ）またはゴムなどの材料で形成されてもよい。

図２および図３を再び参照すれば、本実施例によるＵ字状フレーム３００の側面部３００ｂと上部プレート４００の幅は、互いに等しくてよい。言い換えれば、上部プレート４００のＸ軸方向に沿った角部分と、Ｕ字状フレーム３００の側面部３００ｂのＸ軸方向に沿った角部分とが直接接して、溶接などの方法によって結合できる。

図６は、図２の電池モジュールにおけるバスバーフレームを示す斜視図である。

図６を参照すれば、本実施例によるバスバーフレーム１３０は、図４で説明した電極リード１１１、１１２が突出した方向に垂直に配置されるメインフレーム１３０ａと、メインフレーム１３０ａの下部から延びた折曲部１３０ｂとを含む。バスバーフレーム１３０は、図２および図３で説明したように、電池セル積層体１２０に連結される。メインフレーム１３０ａでは、電極リードがスリットを通過してバスバーと結合した構造を形成することができる。折曲部１３０ｂは、メインフレーム１３０ａを基準として約９０度に曲がって、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａ上に位置することができる。折曲部１３０ｂおよび周辺の構成については、図７を参照して追加的に説明する。

図７は、図３における電池セル積層体の長手方向であるＸＺ平面に沿って切断した断面図である。図８は、図７の比較例に相当する電池モジュールの断面図である。

図７を参照すれば、本実施例による電池セル１１０は、幅方向に形成された突出部１１０ｐを含み、突出部１１０ｐは、折曲部１３０ｂ上に位置する。ここで、電池セル１１０の幅方向とは、図７のＺ軸方向である。本実施例によるＵ字状フレームの底部３００ａは、第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２とを含み、第１部分３００ａ１は、電池セル１１０の長手方向を基準として縁部に位置し、第２部分３００ａ２は、第１部分３００ａ１の内側に位置する。この時、第１部分３００ａ１の厚さは、第２部分３００ａ２の厚さより薄いことが好ましい。ここで、電池セル１１０の長手方向とは、図７のＸ軸方向である。

図６および図７を参照すれば、本実施例において、バスバーフレーム１３０の折曲部１３０ｂは、Ｕ字状フレームの底部３００ａのうち第１部分３００ａ１に位置する。この時、折曲部１３０ｂの厚さと第１部分３００ａ１の厚さとを合わせた厚さは、第２部分３００ａ２の厚さより薄いことが好ましい。なぜなら、電池セル１１０の突出部１１０ｐが第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２との段差に係止されて外部衝撃で流動するのを防止できるからである。それだけでなく、このようなＵ字状フレームの底部３００ａの加工により電池セル１１０とフレームとの間の間隙を低減することができ、このような間隙低減効果は、高さ方向の組立により得られる間隙低減効果と相乗作用を起こして全体的な空間効率性を最大化することができる。Ｕ字状フレームの底部３００ａの加工は、Ｕ字状フレーム構造を形成しながら底部３００ａの段差も同時に形成することができる。このような段差形成のために、プレス成形またはＮＣ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｋ）加工などを用いることができる。

底部３００ａの第２部分３００ａ２と電池セル１１０との間にパッド部３２０が位置し、パッド部３２０の内側に熱伝導性樹脂層３１０が位置する。つまり、パッド部３２０は、熱伝導性樹脂層３１０と底部３００ａの第１部分３００ａ１との間に位置して、熱伝導性樹脂層３１０が形成される位置を定義できる。

図８を参照すれば、図７の実施例と比較する時、Ｕ字状フレームの底部３００ａ’の厚さは均一である。図７で説明した電池セル１１０と同じ大きさの電池セル１１０’および突出部１１０ｐ’をＵ字状フレームの底部３００ａ’に装着すれば、図７の底部３００ａ’のような段差がないだけに、熱伝導性樹脂層３１０’とパッド部３２０’の高さが高くなる。したがって、図８の比較例に比べて、図７の実施例のように、電池セル１１０とフレームとの間の余裕空間を低減して空間活用率を向上させるだけでなく、熱伝導性樹脂層３１０の厚さを低減可能で、熱伝導性樹脂層３１０を形成するための熱伝導性樹脂の使用量を低減することができる。

図９は、図２の電池モジュールにおけるＵ字状フレームの側面部の変形実施例を示す斜視図である。図１０は、図９の比較例に相当するＵ字状フレームを示す斜視図である。

図９を参照すれば、本実施例によるＵ字状フレームの側面部３００ｂは、側面部３００ｂの内面の角に沿って形成されたラウンド部３００ｒを含むことができる。図１０を参照すれば、モノフレーム２０を矢印方向のように水平方向に電池セル積層体に挿入せずるを得ない。モノフレーム２０を形成する過程で切断面が生じる場合、このような切断面のバリ（ｂｕｒｒ）を除去するために、モノフレーム２０が電池セル積層体に挿入の始まる入口部に面取り２０ｃ加工することができる。この場合、別途の加工費が発生しうるが、図３のようにＵ字状フレームを形成する場合、プレス加工で成形可能で別途の加工費が発生せず、切断面のバリ（ｂｕｒｒ）の除去も不要である。さらに、図９のようにＵ字状フレームに電池セル積層体を装着する場合に、挿入する方向にラウンド部３００ｒが形成されているので、電池セル積層体挿入時の損傷の可能性を最小化し、且つラウンド部３００ｒもプレス加工でＵ字状フレームを形成する時に共に成形可能となり、別途の加工費を低減することができる。

以下、上述した本実施例による電池モジュールの製造方法の一例について説明する。

図１１～図１３は、本発明の他の実施例による電池モジュールの製造方法を示す図である。

図１１を参照すれば、本実施例による電池モジュールの製造方法は、上部が開放されたＵ字状フレーム３００の底部３００ａに電池セル積層体１２０を積層する段階を含む。この時、電池セル積層体１２０に含まれている複数の電池セル１１０の積層方向と垂直な方向（Ｚ軸方向）に電池セル積層体１２０がＵ字状フレーム３００の底部３００ａに挿入されることが好ましい。

本実施例による電池モジュールの製造方法は、電池セル積層体１２０をＵ字状フレーム３００の底部３００ａに装着する前に、電池セル積層体１２０に含まれている電池セル１１０の電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレーム１３０を移動させながら電池セル積層体１２０とバスバーフレーム１３０とを連結する段階をさらに含んでもよい。追加的に、電池モジュールの製造方法は、電池セル積層体１２０をＵ字状フレーム３００の底部３００ａに装着する前に、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａに熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含んでもよい。熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に、Ｕ字状フレーム３００の底部３００ａに、図５で説明したパッド部３２０を形成する段階をさらに含んでもよい。図５および図１１を参照すれば、パッド部３２０の間に熱伝導性樹脂を塗布すると、パッド部３２０が熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドすることができると共に、熱伝導性樹脂があふれ出るのを防止することができ、熱伝導性樹脂の塗布量を簡単に調節することができる。

これに対し、図１で説明した電池セル積層体１２の下部とモノフレーム２０との間に、熱伝達およびセル積層体の固定のための熱伝導性樹脂層を形成することができる。一般に、電池セル積層体１２をモノフレーム２０に挿入した後に、モノフレーム２０に形成された注入口を通して熱伝導性樹脂を注入することによって、熱伝導性樹脂層を形成する。ただし、このような注入方法の場合、各電池モジュールにおける部品の余裕空間によって熱伝導性樹脂の定量注入が難しく、均一な厚さを有する熱伝導性樹脂層を形成するのに限界があった。

図１２を参照すれば、本実施例による電池モジュールの製造方法は、開放されたＵ字状フレーム３００の上部で電池セル積層体１２０を覆うように上部プレート４００を装着する段階を含む。本実施例では、垂直方向であるＺ軸方向に上部プレート４００をＵ字状フレーム３００の上部と溶接などの方法で結合するため、図１のモノフレーム２０を電池セル積層体１２に挿入する過程で電池セル１１の保護のために必要な保護カバー（図示せず）を省略することができる。

図１３を参照すれば、本実施例による電池モジュールの製造方法は、上部プレート４００とＵ字状フレームの側面部３００ｂとを結合する段階と、Ｕ字状フレームの開放された両側にそれぞれエンドプレート１５０を結合する段階とを含む。上部プレート４００とＵ字状フレームの側面部３００ｂとを結合するために、溶接方法、接着剤を用いたボンディング方法、ボルト結合方法、リベットおよびテープ結合方法などを使用することができる。

一方、本発明の実施例による電池モジュールは、１つまたはそれ以上がパックケース内にパッケージングされて電池パックを形成することができる。

上述した電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用可能である。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用可能であるが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。

以上、本発明の好ましい実施例について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１１：電池セル
１２：電池セル積層体
６０：エンドプレート
１００：電池モジュール
１１０，１１０’：電池セル
１１０ｐ、１１０ｐ’：突出部
１１１：電極リード
１１２：電極リード
１２０：電池セル積層体
１３０、１３０ａ：メインフレーム
１３０ｂ：折曲部
１５０：エンドプレート
３００：Ｕ字状フレーム
３００ａ：底部
３００ａ’：底部
３００ａ１：第１部分
３００ａ２：第２部分
３００ｂ：側面部
３００ｒ：ラウンド部
３１０，３１０’：熱伝導性樹脂層
３２０，３２０’：パッド部
４００：上部プレート

Claims (17)

1. 複数の電池セルが積層されている電池セル積層体と、
   前記電池セル積層体を収容するモジュールフレームと、を含み、
   前記モジュールフレームは、底部および互いに向かい合う２つの側面部と、上部プレートとを含み、
   前記底部は、第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分は、前記電池セルの長手方向における縁部に位置し、前記第２部分は、前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分の厚さは、前記第２部分の厚さより薄い電池モジュール。
2. 前記電池セル積層体に連結されるバスバーフレームをさらに含み、
   前記モジュールフレームは、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向において互いに対向する両側が開放され、前記モジュールフレームの開放された両側における前記バスバーフレームは、前記電池セル積層体に連結され、
   前記バスバーフレームは、前記電極リードが突出した方向に垂直に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの下部から延びた折曲部とを含む、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記折曲部は、前記底部の前記第１部分上に位置する、請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記折曲部の厚さと前記第１部分の厚さとを合わせた厚さは、前記第２部分の厚さより薄い、請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記電池セルは、幅方向に形成された突出部を含み、前記突出部は、前記折曲部上に位置する、請求項４に記載の電池モジュール。
6. 前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置するパッド部をさらに含む、請求項１～５の何れか一項に記載の電池モジュール。
7. 前記第２部分と前記電池セル積層体との間に位置する熱伝導性樹脂層をさらに含み、前記パッド部は、前記熱伝導性樹脂層と前記第１部分との間に位置する、請求項６に記載の電池モジュール。
8. 前記モジュールフレームの前記底部および互いに向かい合う２つの前記側面部は、上部が開放されたＵ字状フレームを構成しており、前記Ｕ字状フレームは、前記上部プレートと結合し、
   前記複数の電池セルの積層方向と垂直な前記電池セル積層体の下部面が前記モジュールフレームの前記底部に装着される、請求項１～７の何れか一項に記載の電池モジュール。
9. 前記モジュールフレームの開放された両側にそれぞれ結合されたエンドプレートをさらに含み、前記モジュールフレームの開放された前記両側は、前記電池セル積層体の電極リードが突出した方向において互いに対向する、請求項１～８の何れか一項に記載の電池モジュール。
10. ２つの前記側面部間の距離は、前記上部プレートの幅と等しい、請求項１～９の何れか一項に記載の電池モジュール。
11. 前記モジュールフレームの前記側面部は、前記側面部の内面の角に沿って形成されたラウンド部を含む、請求項１～１０の何れか一項に記載の電池モジュール。
12. 上部が開放され底部および互いに向かい合う２つの側面部を含むフレームの前記底部に電池セル積層体を装着する段階と、
    開放された前記フレームの前記上部で前記電池セル積層体を覆うように上部プレートを装着する段階と、
    前記上部プレートと前記フレームの前記側面部とを結合する段階と、
    前記フレームの開放された両側にそれぞれエンドプレートを結合する段階と、を含み、
    前記電池セル積層体は、前記フレームの前記底部に垂直な方向に沿って移動しながら前記フレームの前記底部に装着される電池モジュールの製造方法。
13. 前記電池セル積層体を前記フレームの前記底部に装着する前に、前記電池セル積層体に含まれている電池セルの電極リードが突出した方向と反対方向にバスバーフレームを移動しながら前記電池セル積層体と前記バスバーフレームとを連結する段階をさらに含む、請求項１２に記載の電池モジュールの製造方法。
14. 前記電池セル積層体を前記フレームの前記底部に装着する前に、前記フレームの前記底部に熱伝導性樹脂を塗布する段階をさらに含む、請求項１２または１３に記載の電池モジュールの製造方法。
15. 前記熱伝導性樹脂を塗布する段階の前に、前記フレームの前記底部にパッド部を形成する段階をさらに含み、
    前記パッド部は、塗布される前記熱伝導性樹脂の塗布位置をガイドする、請求項１４に記載の電池モジュールの製造方法。
16. 前記電池セル積層体に含まれている複数の電池セルの積層方向と垂直な方向に前記電池セル積層体が前記フレームの前記底部に挿入される、請求項１２～１５の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。
17. 請求項１～１１の何れか一項に記載の電池モジュールを含む電池パック。

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