JP2022520531A - 電池モジュールおよびそれを含む電池パック - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態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、前記電池セル積層体を収容し、上部が開放された第１フレーム部材、および前記第１フレーム部材の前記上部で前記電池セル積層体を覆う第２フレーム部材を含み、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直である前記電池セル積層体の面が前記第１フレーム部材の底部に取り付けられ、前記第１フレーム部材の前記底部の一側に段差部が形成され、前記電池セルの突出部が前記段差部に向かって突出する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０１９年６月１２日付韓国特許出願第１０－２０１９－００６９２３１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およびそれを含む電池パックに関し、より具体的には空間活用率を向上させ、熱伝導性樹脂の使用量を最小化する電池モジュールおよびそれを含む電池パックに関する。

製品群による適用容易性が高く、高いエネルギ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減少させることができるという一次的な長所だけでなくエネルギの使用による副産物が全く発生しない点で環境に優しくかつエネルギ効率性向上のための新たなエネルギ源として注目されていている。

小型モバイル機器にはデバイス１台当り一つまたは複数の電池セルが使用されることに対し、自動車などのように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、多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使用される。

中大型電池モジュールは可能であれば小さい大きさと重量に製造されることが好ましいので、高い集積度で積層されることができ、容量に対して中量が小さい角形電池、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使用されている。一方、電池モジュールは、セル積層体を外部衝撃、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み得る。

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分解斜視図である。

図１を参照すると、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、電池セル積層体１２を覆うように前面と後面が開放されたモノフレーム２０およびモノフレーム２０の前面と後面を覆うエンドプレート６０を含み得る。このような電池モジュールを形成するために、図１に示す矢印のように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に電池セル積層体１２が挿入されるように水平組み立てが必要である。ただし、このような水平組み立て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。

電池セル積層体１２とモノフレーム２０との間に熱伝導性樹脂層（図示せず）を形成することができる。熱伝導性樹脂層は電池セル積層体から発生した熱を電池モジュールの外側に伝達し、電池セル積層体を電池モジュール内に固定する役割をすることができる。余裕空間が大きくなると熱伝導性樹脂層の使用量が必要以上に多くなる。

それだけではなく、電池セル積層体１２の最大高さおよび挿入過程における組み立て公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）などを考慮してモノフレーム２０の高さは大きく設計されるべきであり、それによって不要に浪費される空間が発生し得る。

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、熱伝導性樹脂の使用量を最小化する電池モジュールおよびそれを含む電池パックを提供することにある。

しかし、本発明の実施形態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た技術的思想の範囲で多様に拡張されることができる。

本発明の一実施形態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、前記電池セル積層体を収容し、上部が開放された第１フレーム部材、および前記第１フレーム部材の前記上部で前記電池セル積層体を覆う第２フレーム部材を含み、前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直である前記電池セル積層体の面が前記第１フレーム部材の底部に取り付けられ、前記第１フレーム部材の前記底部の一側に段差部が形成され、前記電池セルは前記段差部に向かって突出する突出部を含む。

前記第１フレーム部材の底部は第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を基準として縁に位置し、前記第２部分は前記第１部分の内側に位置し、前記第１部分は前記段差部に対応し、前記第１部分の厚さは前記第２部分の厚さより薄くてもよい。

前記電池モジュールは前記第２部分において前記第１フレーム部材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得る。

前記電池モジュールは前記段差部と前記電池セルの突出部との間に位置する絶縁シートをさらに含み得る。

前記段差部にアンダーカット形状が形成され得る。

前記絶縁シートはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成され得る。

前記電池モジュールは前記底部の端部を除いて前記底部を覆うプレートをさらに含み、前記プレートと前記底部の端部との間の高さ差によって前記段差部が形成され得る。

前記プレートは前記底部と同じ材質で形成され得る。

前記第１フレーム部材は前記電池セル積層体を収容し、上部が開放されたＵ字型フレームであり、前記第２フレーム部材は前記Ｕ字型フレームの開放された前記上部で前記電池セル積層体を覆う上部プレートであり得る。

前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直である前記電池セル積層体の下部面が前記Ｕ字型フレームの底部に取り付けられ得る。

前記電池モジュールは前記Ｕ字型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Ｕ字型フレームの開放された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を基準として互いに対向し得る。

前記Ｕ字型フレームは底部および前記底部によって連結され、互いに向かい合う２個の側面部を含み、前記２個の側面部の間の距離は前記上部プレートの幅と同一であり得る。

前記第１フレーム部材は前記電池セル積層体を収容し、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレームであり、前記第２フレーム部材は下部および他の一側面が開放された第２Ｌ字型フレームであり、前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームとが噛み合い前記電池セル積層体の４面を囲み得る。

前記複数の電池セルの積層方向に対して垂直である前記電池セル積層体の下部面が前記第１Ｌ字型フレームの下部面に取り付けられ得る。

前記突出部は前記電池セルの幅方向に形成され得る。

本発明の他の一実施形態による電池パックは前記で説明した電池モジュールを含む。

実施形態によれば、Ｕ字型フレームまたはＬ字型フレームを実現して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減らして空間活用率を向上させることができる。

また、Ｕ字型フレームまたはＬ字型フレームの底部の縁を加工して電池セル積層体とフレームとの間のギャップを縮小して高さ方向への空間活用性を向上させ、かつ熱伝導性樹脂の塗布量を最小化することができる。

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。 本発明の一実施形態による電池モジュールを示す分解斜視図である。 図２の電池モジュールを構成する構成要素を結合した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるパウチ型電池を示す斜視図である。 図２の電池モジュールにおけるＵ字型フレームを示す斜視図である。 図５におけるＵ字型フレームの底部に形成された熱伝導性樹脂層を示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態による段差部を形成する方法を示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態による電池モジュールに含まれた絶縁シートを示す斜視図である。 比較例による電池モジュールを示す斜視図である。 図９の切断線Ａ－Ａに沿って切断した断面図である。 図１０のＢ部分を拡大した図である。 図９の切断線Ｃ－Ｃに沿って切断した断面図である。 図１２のＤ部分を拡大した図である。 図３のＸＺ平面に沿って切断した断面の一部を示す図である。 図３のＹＺ平面に沿って切断した断面図である。 図１５のＤ部分を拡大した図である。 本発明の他の一実施形態によるＬ字型フレームを示す分解斜視図である。 図１７のＬ字型フレームを示す斜視図である。

以下、添付する図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明が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細に説明する。本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体において同一又は類似ある構成要素に対しては同じ参照符号を付ける。

また、図面に示す各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜上任意に示したので、本発明が必ずしも図示されたものに限定されない。図面で複数の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。そして図面で、説明の便宜上、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「の上に」または「上に」あるという時、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなくその中間にまた他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「真上に」あるという時には中間に他の部分が存在しないことを意味する。また、基準になる部分「の上に」または「上に」あるということは基準になる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の逆方向に向かって「上に」または「の上に」位置することを意味するものではない。

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の意味を示す記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

また、明細書全体で、「平面上」という時、これは対象の部分を上から見た時を意味し、「断面上」とする時、これは対象の部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

図２は本発明の一実施形態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の電池モジュールを構成する構成要素を結合した状態を示す斜視図である。図４は本発明の一実施形態によるパウチ型電池を示す斜視図である。

図２および図３を参照すると、本実施形態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、上部面、前面および後面が開放されたＵ字型フレーム３００、電池セル積層体１２０の上部を覆う上部プレート４００、電池セル積層体１２０の前面と後面にそれぞれ位置するエンドプレート１５０、および電池セル積層体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を含む。

Ｕ字型フレーム３００の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側という時、Ｕ字型フレーム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の面を除いた残りの外面の中で、互いに隣接する前面、下面および後面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなっている。Ｕ字型フレーム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字型フレーム３００により囲まれる前面、下面および後面を除いた残りの上面を囲む一つの板状構造からなっている。Ｕ字型フレーム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。すなわち、Ｕ字型フレーム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が形成されることができる。

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軸方向に積層され得る。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を参照すると本実施形態による電池セル１１０は、二つの電極リード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）を収納した状態で電池ケース１１４の両端部１１４ａ，１１４ｂとこれらを連結する一側部１１４ｃを接着することにより製造されることができる。換言すれば、本実施形態による電池セル１１０は総３ケ所のシーリング部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の間は電池セル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の一縁に沿って長く伸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が形成され得る。突出部１１０ｐは連結部１１５の両端部の少なくとも一つに形成され得、連結部１１５が伸びる方向に対して垂直である方向に突出し得る。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の一つと連結部１１５との間に位置し得る。

電池ケース１１４は一般的に樹脂層／金属箔膜層／樹脂層のラミネート構造からなっている。例えば、電池ケースの表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなっている場合には、中大型電池モジュールを形成するために多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して電池セル積層体１２０を形成することができる。本実施形態で、電池セル積層体１２０はＹ軸方向に積層され、Ｚ軸方向にＵ字型フレーム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得る。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で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の組み立てによりなされる場合がある。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殆どないかまたは電池セルの面方向に行われ得、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字型フレームを示す斜視図である。図６は図５におけるＵ字型フレームの底部に形成された熱伝導性樹脂層を示す斜視図である。

図５を参照すると、本実施形態によるＵ字型フレーム３００は底部３００ａおよび互いに向かい合う２個の側面部３００ｂを含む。図２で説明した電池セル積層体１２０がＵ字型フレーム３００の底部３００ａに取り付けられる前に、Ｕ字型フレーム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図６に示す熱伝導性樹脂層３１０を形成し得る。

熱伝導性樹脂層３１０を形成する前に、すなわち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字型フレーム３００の底部３００ａに対して垂直である方向に沿って移動しながらＵ字型フレーム３００の底部３００ａに取り付けられ得る。その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字型フレーム３００の底部３００ａと電池セル積層体１２０との間に位置する。図２および図６を参照すると、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の底に伝達して電池セル積層体１２０を固定する役割をすることができる。

本実施形態によるＵ字型フレームの底部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に位置し、第２部分３００ａ２は第１部分３００ａ１の内側に位置する。熱伝導性樹脂層３１０は第２部分３００ａ２に形成され得る。ここで、電池セル１１０の長手方向とは図５のＸ軸方向であり得る。この時、第１部分３００ａ１の厚さは第２部分３００ａ２の厚さより薄いため第１部分３００ａ１に段差部３００ｓが形成され得る。ここで、段差部とは周辺と高さ差が発生して生じる構造を示す。

段差部３００ｓはＵ字型フレームの底部３００ａを加工したりＵ字型フレームの底部３００ａの一部をプレス圧縮することによって形成される。後述するが、本実施形態による電池セル１１０の突出部１１０ｐが段差部３００ｓに向かって突出するように電池セル積層体１２０がＵ字型フレーム３００の底部３００ａに取り付けられる。

図２および図３を再び参照すると、本実施形態によるＵ字型フレーム３００の側面部３００ｂと上部プレート４００の幅は互いに同一であり得る。換言すれば、上部プレート４００のＸ軸方向に沿った角部分とＵ字型フレーム３００の側面部３００ｂのＸ軸方向に沿った角部分が直接接して溶接などの方法によって結合され得る。

図７は本発明の他の一実施形態による段差部を形成する方法を示す斜視図である。

図５および図６で説明した段差部３００ｓは、Ｕ字型フレーム３００の底部３００ａを加工したりＵ字型フレームの底部３００ａの一部をプレス圧縮することによって形成し、Ｕ字型フレームの底部３００ａには互いに異なる厚さを有する第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２が形成される。しかし、図７の実施形態による段差部３００ｓはＵ字型フレーム３００の底部３００ａの厚さが全体的に均一であり得る。このような構造を形成するために、図７を参照すると、Ｕ字型フレーム３００の底部３００ａにプレート３３０をさらに形成することができる。プレート３３０はＵ字型フレーム３００の底部３００ａの両端部を除いてＵ字型フレーム３００の底部３００ａを覆うことによって、段差部３００ｓを形成し得る。すなわち、プレート３３０と底部３００ａの端部との間の高さ差によって段差部３００ｓが形成され得る。プレート３３０は底部３００ａと同じ材質で形成することができ、アルミニウムなどで形成することができる。

図８は本発明の他の一実施形態による電池モジュールに含まれた絶縁シートを示す斜視図である。

図２および図８を参照すると、本実施形態による電池モジュールは段差部３００ｓに形成された絶縁シート３１５をさらに含み得る。絶縁シート３１５はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成され得、前述した電池セル１１０の突出部１１０ｐと段差部３００ｓとの間に位置し得る。この時、絶縁シート３１５は電池セル１１０の突出部１１０ｐと接触し得る。さらに、段差部３００ｓにアンダーカット形状３００ｒが形成され得る。アンダーカット形状３００ｒはラウンド形状であり得る。段差部３００ｓに形成されたアンダーカット形状３００ｒにより絶縁シート３１５の形状を単純化することができる。すなわち、アンダーカット形状３００ｒに隣接する絶縁シート３１５の角を直角形状に形成することができる。

図９は比較例による電池モジュールを示す斜視図である。図１０は図９の切断線Ａ－Ａに沿って切断した断面図である。図１１は図１０のＢ部分を拡大した図である。図１２は図９の切断線Ｃ－Ｃに沿って切断した断面図である。図１３は図１２のＤ部分を拡大した図である。

図９ないし図１３を参照すると、モノフレーム２０の底部厚さが均一であるため比較例による電池モジュールでは図１１に示すようにモノフレーム２０の底部に段差が形成されない。そのため比較例で電池セル１１の突出部１１ｐにより電池セル１１とモノフレーム２０の底部との間に離隔距離ｄ１が発生し、それだけ空間活用率が落ちる。また、離隔距離ｄ１だけ熱伝導性樹脂層を形成するための熱伝導性樹脂の使用量が増加し得る。例えば、図１３に示すようにモノフレーム２０の底部と電池セル１１との間の樹脂の厚さが概ね２．７ｍｍであり得る。

図１４は図３のＸＺ平面に沿って切断した断面の一部を示す図である。図１５は図３のＹＺ平面に沿って切断した断面図である。図１６は図１５のＤ部分を拡大した図である。

図３および図１４を参照すると、本実施形態による電池モジュール１００は第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２を有するＵ字型フレーム３００の底部を含む。第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２の厚さが互いに異なり、第１部分３００ａ１に形成された段差部３００ｓに向かって電池セル１１０の突出部１１０ｐが突出している。したがって、突出部１１０ｐが第１部分３００ａ１と第２部分３００ａ２との間の段差にかかって外部衝撃に流動することを防止することができる。それだけでなく、このようなＵ字型フレームの底部３００ａの加工により電池セル１１０とフレーム部材との間のギャップを減らすことができ、このようなギャップ低減効果は高さ方向の組み立てにより得られるギャップ低減効果と上昇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。

図１５および図１６を参照すると、図１４で説明した電池セル１１０の突出部１１０ｐが段差部３００ｓに形成されることによって、電池セル１１０とＵ字型フレーム３００の底部３００ａとの間に離隔距離が最小化されて空間効率性を高めるだけでなく熱伝導性樹脂層３１０を形成するために使用される熱伝導性樹脂の使用量を減らして原価節減をすることができる。したがって、冷却効率も高めることができる。例えば、図１６に示すように本実施形態によるＵ字型フレーム３００の底部３００ａと電池セル１１０との間の樹脂厚さが概ね１．０ｍｍであり得る。

図１７は本発明の他の一実施形態によるＬ字型フレームを示す分解斜視図である。図１８は図１７のＬ字型フレームを示す斜視図である。

図１７および図１８を参照すると、本実施形態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、上部面、前面および後面が開放された第１Ｌ字型フレーム３０１、下部面、前面および後面が開放された第２Ｌ字型フレーム４０１、電池セル積層体１２０の前面と後面にそれぞれ位置するエンドプレート１５０、および電池セル積層体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を含む。

第１Ｌ字型フレーム３０１の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側という時、第１Ｌ字型フレーム３０１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の面を除いた残りの外面の中で、互いに隣接する下部面と一側面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなっている。同様に第２Ｌ字型フレーム４０１の開放された両側をそれぞれ第１側と第２側という時、第２Ｌ字型フレーム４０１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の面を除いた残りの外面の中で、互いに隣接する上部面と異なる一側面を連続的に囲むように折り曲げられた板状構造からなっている。

第１Ｌ字型フレーム３０１と第２Ｌ字型フレーム４０１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。第１Ｌ字型フレーム３０１と第２Ｌ字型フレーム４０１が噛み合い電池セル積層体１２０の４面を囲んでいる。

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１７に示すようにＹ軸方向に積層され得る。電池セル１１０はパウチ型電池セルであることが好ましい。

図１８を参照すると、本実施形態による第１Ｌ字型フレーム３０１は、下部面３０１ａおよび下部面３０１ａから折り曲げられた側面部３０１ｂを含む。図１７で説明した電池セル積層体１２０が第１Ｌ字型フレーム３０１の下部面３０１ａに取り付けられる前に、第１Ｌ字型フレーム３０１の下部面３０１ａ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（図示せず）を形成することができる。以後電池セル積層体１２０は第１Ｌ字型フレーム３０１の下部面３０１ａに対して垂直である方向に沿って移動しながら第１Ｌ字型フレーム３０１の下部面３０１ａに取り付けられ得る。この時、熱伝導性樹脂層は第１Ｌ字型フレーム３０１の下部面３０１ａと電池セル積層体１２０との間に位置する。熱伝導性樹脂層は電池セル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を固定する役割をすることができる。

以上で説明した差異点の他に前述したＵ字型フレームに関する内容は本実施形態に適用可能である。また、本明細書で説明するＵ字型フレームとＬ字型フレームはフレーム部材に対応する構成であり得る。例えば、Ｕ字型フレームは第１フレーム部材に対応し、上部プレートは第２フレーム部材に対応し、第１Ｌ字型フレームは第１フレーム部材に対応し、第２Ｌ字型フレームは第２フレーム部材に対応する。Ｕ字型フレームを有する電池モジュールおよびＬ字型フレームを有する電池モジュールは、段差部に向かって突出する突出部およびこれと関連した構造を有する点で共通点を有する。

一方、本発明の実施形態による電池モジュールは、一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。

前述した電池モジュールおよびそれを含む電池パックは多様なデバイスに適用されることができる。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されるが、本発明はこれに制限されず電池モジュールおよびそ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形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次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。

１００ 電池モジュール
３００ Ｕ字型フレーム
４００ 上部プレート
３０１，４０１ Ｌ字型フレーム
３１０ 熱伝導性樹脂層

Claims (16)

1. 複数の電池セルが積層されている電池セル積層体、
   前記電池セル積層体を収容し、上部が開放された第１フレーム部材、および
   前記第１フレーム部材の前記上部で前記電池セル積層体を覆う第２フレーム部材
   を含み、
   前記複数の電池セルの積層方向に対して平行である前記電池セル積層体の面が前記第１フレーム部材の底部に取り付けられ、
   前記第１フレーム部材の前記底部の一側に段差部が形成され、前記電池セルは前記段差部に向かって突出する突出部を含む、電池モジュール。
2. 前記第１フレーム部材の前記底部は第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を基準として縁に位置し、前記第２部分は前記第１部分の内側に位置し、
   前記第１部分は前記段差部に対応し、前記第１部分の厚さは前記第２部分の厚さより薄い、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第２部分において前記第１フレーム部材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む、請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記段差部と前記電池セルの突出部との間に位置する絶縁シートをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
5. 前記段差部にアンダーカット形状が形成される、請求項４に記載の電池モジュール。
6. 前記絶縁シートはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成される、請求項４又は５に記載の電池モジュール。
7. 前記底部の端部を除いて前記底部を覆うプレートをさらに含み、
   前記プレートと前記底部の端部との間の高さ差によって前記段差部が形成される、請求項１～６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
8. 前記プレートは前記底部と同じ材質で形成される、請求項７に記載の電池モジュール。
9. 前記第１フレーム部材は前記電池セル積層体を収容し、上部が開放されたＵ字型フレームであり、
   前記第２フレーム部材は前記Ｕ字型フレームの開放された前記上部で前記電池セル積層体を覆う上部プレートである、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
10. 前記複数の電池セルの積層方向に対して平行である前記電池セル積層体の下部面が前記Ｕ字型フレームの底部に取り付けられる、請求項９に記載の電池モジュール。
11. 前記Ｕ字型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Ｕ字型フレームの開放された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を基準として互いに対向する、請求項９又は１０に記載の電池モジュール。
12. 前記Ｕ字型フレームは底部および前記底部によって連結され、互いに向かい合う２個の側面部を含み、
    前記２個の側面部の間の距離は前記上部プレートの幅と同じである、請求項９～１１のいずれか一項に記載の電池モジュール。
13. 前記第１フレーム部材は前記電池セル積層体を収容し、上部および一側面が開放された第１Ｌ字型フレームであり、
    前記第２フレーム部材は下部および他の一側面が開放された第２Ｌ字型フレームであり、
    前記第１Ｌ字型フレームと前記第２Ｌ字型フレームとが噛み合い前記電池セル積層体の４面を囲む、請求項１～８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
14. 前記複数の電池セルの積層方向に対して平行である前記電池セル積層体の下部面が前記第１Ｌ字型フレームの下部面に取り付けられる、請求項１３に記載の電池モジュール。
15. 前記突出部は前記電池セルの幅方向に形成される、請求項１に記載の電池モジュール。
16. 請求項１～１５のいず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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