KR101767631B1 - Frame for secondary battery and battery module including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프레임유닛의 수축으로 인한 냉각플레이트유닛의 뒤틀림이나 변형 등을 방지할 수 있도록 프레임유닛에 냉각플레이트변형방지부가 형성되는 이차 전지용 프레임을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지용 프레임은, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 마련되는 냉각플레이트유닛; 냉각플레이트유닛에 결합되어 냉각플레이트유닛을 지지하는 프레임유닛; 및 프레임유닛의 수축에 의해 프레임유닛에 결합된 냉각플레이트유닛이 변형되는 것을 방지하도록, 프레임유닛에 형성되는 냉각플레이트변형방지부를 포함한다.The present invention discloses a frame for a secondary battery in which a cooling plate deformation preventing portion is formed in a frame unit so as to prevent a cooling plate unit from being twisted or deformed due to shrinkage of the frame unit. The frame for a secondary battery according to the present invention comprises: a cooling plate unit provided in the form of a plate of a thermally conductive material; A frame unit coupled to the cooling plate unit to support the cooling plate unit; And a cooling plate deformation preventing portion formed in the frame unit to prevent the cooling plate unit coupled to the frame unit from being deformed by the shrinkage of the frame unit.
Description
본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프레임유닛의 수축으로 인한 냉각플레이트유닛의 뒤틀림이나 변형 등을 방지할 수 있도록 프레임유닛에 냉각플레이트변형방지부가 형성되는 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery, and more particularly, to a frame for a secondary battery in which a cooling plate deformation preventing portion is formed in a frame unit so as to prevent a cooling plate unit from being twisted or deformed due to shrinkage of the frame unit, .
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다. The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- It is very popular because of its low self-discharge rate and high energy density.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an outer casing, that is, a battery case, for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. Generally, the lithium secondary battery can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the casing.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다. In recent years, secondary batteries are widely used not only in small-sized devices such as portable electronic devices, but also in medium to large-sized devices such as automobiles and electric power storage devices. When used in such a medium to large-sized apparatus, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. In particular, pouch-type secondary batteries are widely used because they are easy to laminate in such a middle- or large-sized apparatus.
하지만, 파우치형 이차 전지는 일반적으로 알루미늄과 폴리머 수지의 라미네이트 시트의 전지 케이스로 포장되어 있으므로 기계적 강성이 크지 않다. 따라서, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때, 이차 전지를 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 그 유동을 방지하며, 적층이 용이하도록 하기 위해, 적층용 프레임을 이용하는 경우가 많다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지 등과 같은 다양한 용어로 불리기도 한다.However, since the pouch-type secondary battery is generally packaged in a battery case of a laminate sheet of aluminum and polymer resin, the mechanical rigidity is not so large. Therefore, in order to protect the secondary battery from an external impact, prevent the secondary battery from flowing out, and to facilitate stacking, when a battery module including a plurality of pouch type secondary batteries is constructed, a stacking frame is often used . Such a stacking frame may also be referred to as various terms such as a cartridge and the like.
도 1은, 종래 기술에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a top view schematically showing a structure of a frame for a secondary battery according to the prior art; Fig.
도 1을 참조하면, 종래 이차 전지용 프레임은, 프레임 본체(10)가 중앙 부분이 비어 있는 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 프레임 본체(10)의 일부에 이차 전지의 테두리가 안착되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 프레임은 배터리 모듈을 구성하기 위해 다수가 적층된 형태로 이용되며, 이차 전지는 프레임이 적층되었을 때 생기는 내부의 빈 공간에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional secondary battery frame may be configured such that a
한편, 이처럼 다수의 프레임을 이용하여 다수의 이차 전지가 조립되도록 하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지 사이에는 냉각플레이트(20)가 개재될 수 있다. 이차 전지는 여름과 같이 고온 환경에서 사용되는 경우가 있을 수 있으며, 또한 이차 전지 자체적으로도 열이 발생할 수 있다. 이때, 다수의 이차 전지가 서로 적층되어 있는 경우, 이차 전지의 온도는 더욱 높아질 수 있는데, 이 온도가 적정 온도보다 높아지면 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성할 때 이차 전지 사이에 냉각 핀이라고도 불리는 냉각플레이트(20)를 개재시켜, 이러한 냉각플레이트(20)를 통해 이차 전지의 온도 상승이 방지되도록 하는 구성이 많이 이용된다.Meanwhile, when a plurality of secondary batteries are assembled using a plurality of frames, a
이러한 냉각플레이트(20)를 이차 전지 사이에 게재시킨 배터리 모듈의 경우, 다양한 형태 및 방식으로 이차 전지를 냉각시킬 수 있다. 이러한 냉각 방식에는, 냉각플레이트(20) 주변으로 외부 공기가 흐르도록 함으로써 냉각플레이트(20)와 공기 사이의 열교환을 통해 이차 전지의 온도를 낮추는 공냉식이 이용될 수도 있고, 또는, 냉각플레이트(20)에 물과 같은 냉매가 흐르도록 마련되는 수냉식도 이용될 수 있다.In the case of the battery module in which the
일반적으로 냉각플레이트(20)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성되고, 냉각플레이트(20)를 제외한 다른 부분, 즉 프레임 본체(10) 부분은 플라스틱과 같은 재질로 구성될 수 있다. 이러한 이차 전지용 프레임을 제조하는 방식에는 여러 방법이 있을 수 있지만, 대표적으로는 인서트 사출 성형 방식이 이용될 수 있다. 인서트 사출 성형 방식에 의하면, 냉각플레이트(20)가 먼저 마련된 후, 이러한 냉각플레이트(20)가 인서트 사출 성형 장치에 넣어진 상태에서, 프레임 본체(10) 부분이 사출 성형됨으로써, 이차 전지용 프레임이 제조될 수 있다.Generally, the
그런데, 이와 같은 제조 방식에 의하면, 프레임 본체(10) 부분의 수축으로 인해 냉각플레이트(20)가 변형되는 문제가 발생될 수 있다. 즉, 인서트 사출 성형 중 높은 온도에서 낮은 온도로 냉각되는 과정을 거치게 되는데, 사출 성형되는 대상인 프레임 본체(10) 부분은 냉각플레이트(20) 부분에 비해 상대적으로 많이 수축될 수 있다. 예를 들어, 냉각 과정에서 프레임 본체(10) 부분은, 도 1에서 화살표 로 표시된 바와 같이, 수축이 발생될 수 있다. However, according to this manufacturing method, the
냉각플레이트(20)는 보통 얇은 플레이트 형태로 구성되는데, 이와 같이 프레임 본체(10) 부분이 수축되면, 냉각플레이트(20)는 프레임 본체(10) 부분의 수축량을 견디지 못하고 변형이나 뒤틀림 등이 발생할 수 있다. 그리고, 이러한 변형이나 뒤틀림 등으로 인해 이차 전지와 냉각플레이트(20) 사이의 접촉면이 줄어들거나 냉각 유로가 안정적으로 확보되지 못하여, 냉각 효과가 크게 떨어질 수 있는 문제점이 있었다.When the
뿐만 아니라, 프레임 본체(10) 부분의 수축이나 팽창으로 인해 냉각플레이트(20)가 뒤틀리거나 변형되면, 이차 전지용 프레임의 형태나 크기가 전체적으로 바뀔 수 있게 된다. 따라서, 이러한 이차 전지용 프레임을 적층하여 배터리 모듈 구성 시, 적층이 용이하게 이루어지지 않을 수 있음은 물론, 적층이 완료된 후 배터리 모듈의 전체적인 형상이나 치수 등이 변경될 수 있고, 적층 상태가 불안정할 수 있다는 문제점이 있었다.In addition, if the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제조 과정에서 프레임유닛의 수축으로 인한 냉각플레이트유닛의 뒤틀림이나 변형 등을 방지할 수 있도록 프레임유닛에 냉각플레이트변형방지부가 형성되는 이차 전지용 프레임과 이를 포함하는 배터리 모듈, 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a refrigerator which can prevent a cooling plate unit from being twisted or deformed due to shrinkage of a frame unit, And a battery module including the frame, a battery pack, and an automobile.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임은, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 마련되는 냉각플레이트유닛; 상기 냉각플레이트유닛에 결합되어 상기 냉각플레이트유닛을 지지하는 프레임유닛; 및 상기 프레임유닛의 수축에 의해 상기 프레임유닛에 결합된 상기 냉각플레이트유닛이 변형되는 것을 방지하도록, 상기 프레임유닛에 형성되는 냉각플레이트변형방지부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frame for a secondary battery, comprising: a cooling plate unit provided in a plate form of a thermally conductive material; A frame unit coupled to the cooling plate unit and supporting the cooling plate unit; And a cooling plate deformation preventing portion formed in the frame unit to prevent the cooling plate unit coupled to the frame unit from being deformed by the contraction of the frame unit.
또한, 상기 냉각플레이트변형방지부는, 상기 프레임유닛의 일측에 절개되어 형성되는 절개부를 포함할 수 있다.The cooling plate deformation preventing portion may include a cut portion formed at one side of the frame unit.
그리고, 상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 중심부에 위치하도록 형성될 수 있다.The cut-out portion may be formed at a central portion of the frame unit.
또한, 상기 절개부는 상기 프레임유닛이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다.The cutout portion may be formed in a direction intersecting with a direction in which the frame unit is disposed.
그리고, 상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 길이방향으로 형성될 수 있다.The cut-out portion may be formed in a longitudinal direction at one side of the frame unit.
또한, 상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 상기 프레임유닛의 상측과 하측을 관통하도록 마련되는 상하관통홈을 포함할 수 있다.In addition, the cut-out portion may include upper and lower through grooves provided on one side of the frame unit so as to pass through the upper side and the lower side of the frame unit.
그리고, 상기 절개부는 사출금형의 제작용이성을 위해 직선형상으로 마련될 수 있다.In addition, the cut-out portion may be formed in a straight line shape for easy fabrication of the injection mold.
또한, 상기 절개부는 응력 분산을 위해 단부에 형성되는 곡률부를 포함할 수 있다.Further, the cutout portion may include a curvature portion formed at an end portion for stress dispersion.
그리고, 상기 곡률부는 단면이 원형 내지 타원형 형상의 적어도 일부를 포함하도록 마련될 수 있다.The curvature portion may be provided so as to include at least a part of a circular or oval shape in section.
또한, 상기 곡률부는 응력집중을 방지할 수 있는 아치형으로 마련될 수 있다.In addition, the curvature portion may be provided in an arcuate shape to prevent stress concentration.
그리고, 상기 프레임유닛은, 상호 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제1단위프레임유닛; 및 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛 각각을 연결하며, 상호 대향되도록 배치되되, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛에 비해 큰 길이를 가지도록 마련되는 한 쌍의 제2단위프레임유닛을 포함할 수 있다.The frame unit may include a pair of first unit frame units arranged to face each other; And a pair of second unit frame units connecting the pair of first unit frame units and arranged to face each other and having a larger length than the pair of first unit frame units .
또한, 상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛에 각각 형성되는 제1절개부 및 제2절개부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The cutout portion may include at least one of a first cutout portion and a second cutout portion that are respectively formed in the pair of first unit frame units.
그리고, 상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제2단위프레임유닛에 각각 형성되는 제3절개부 및 제4절개부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The cutout portion may include at least one of a third cutout portion and a fourth cutout portion formed in the pair of second unit frame units.
또한, 상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛 중 하나의 제1단위프레임유닛에서 복수개로 형성되거나, 상기 한 쌍의 제2단위프레임유닛 중 하나의 제2단위프레임유닛에서 복수개로 형성될 수 있다.The cutout portion may be formed in a plurality of the first unit frame units of the pair of first unit frame units or may be formed in a plurality of the second unit frame units of the pair of second unit frame units .
그리고, 상기 프레임유닛에는 관통중공이 형성되어 있으며, 상기 냉각플레이트유닛은 상기 프레임유닛에 형성된 상기 관통중공에 결합될 수 있다.The frame unit may have a through-hole formed therein, and the cooling plate unit may be coupled to the through-hole formed in the frame unit.
또한, 상기 냉각플레이트유닛은, 상하방향으로 마련되어 상기 프레임유닛의 일측에 결합되는 제1돌출형성부; 상기 제1돌출형성부로부터 이격되며, 상기 제1돌출형성부의 대향되는 측면에서 상하방향으로 마련되어 상기 프레임유닛의 타측에 결합되는 제2돌출형성부; 및 상기 제1돌출형성부와, 상기 제2돌출형성부에 각각 결합되는 바닥부를 포함할 수 있다.The cooling plate unit may include: a first protrusion forming portion provided in the vertical direction and coupled to one side of the frame unit; A second protruding portion spaced apart from the first protruding portion and vertically provided on an opposite side of the first protruding portion to be coupled to the other side of the frame unit; And a bottom portion coupled to the first protrusion forming portion and the second protrusion forming portion, respectively.
그리고, 상기 프레임유닛과 상기 냉각플레이트유닛은 인서트 사출 성형에 의해 상호 결합되도록 마련될 수 있다.The frame unit and the cooling plate unit may be provided to be coupled to each other by insert injection molding.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery module for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a battery pack includes a frame for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 프레임을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an automobile comprising a frame for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 측면에 의하면, 냉각플레이트변형방지부가 프레임유닛에 형성되어서 프레임유닛의 수축 또는 팽창으로 인해 냉각플레이트유닛이 뒤틀리거나 변형 등이 일어나는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an effect that the cooling plate deformation preventing portion is formed in the frame unit to prevent the cooling plate unit from being twisted or deformed due to contraction or expansion of the frame unit.
그리고, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 냉각플레이트유닛의 뒤틀림 내지 변형을 방지하여 냉각플레이트유닛이 이차 전지와 접촉면이 충분히 확보되어 냉각 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.According to this aspect of the present invention, it is possible to prevent the cooling plate unit from being twisted or deformed, so that the cooling plate unit can sufficiently secure the contact surface with the secondary battery, and the cooling efficiency can be increased.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 이차 전지용 프레임을 적층하여 배터리 모듈 구성시, 적층이 용이하고, 적층 상태가 안정될 수 있는 효과가 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an advantageous effect that stacking is easy and the lamination state is stabilized when the frame for a secondary battery is stacked to construct a battery module.
도 1은, 종래 기술에 따른 이차 전지용 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임에서 냉각플레이트유닛과 프레임유닛의 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임에서 냉각플레이트유닛과 프레임유닛의 결합 사시도이다.
도 4는, 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 개략적인 상면도이다.
도 6은, 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지용 프레임의 개략적인 상면도이다.
도 7은, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a top view schematically showing a structure of a frame for a secondary battery according to the prior art; Fig.
2 is an exploded perspective view of a cooling plate unit and a frame unit in a frame for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a combination of a cooling plate unit and a frame unit in a frame for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of a portion A in Fig.
5 is a schematic top view of a frame for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic top view of a frame for a secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
7 is a schematic perspective view of a battery module according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있다.The terms " one side " and " other side " used in this specification may mean a specified side, or do not mean a specified side, but any side of a plurality of sides may be referred to as one side, And the other side is referred to as the other side.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함될 수 있다.
Further, the term " bonding " or " connection ", as used herein, refers not only to a case where one member and another member are directly bonded or connected directly, but also when one member is indirectly bonded to another member through a joint member , Or indirectly connected.
본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)은, 다수의 이차 전지를 적층 및 패키징하여 배터리 모듈을 구성할 때 이용되는 것으로, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고 이차 전지의 조립을 가이드할 수 있다.The
도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에서 냉각플레이트유닛(200)과 프레임유닛(300)의 분리 사시도이이고, 도 3은, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에서 냉각플레이트유닛(200)과 프레임유닛(300)의 결합 사시도이다.2 is an exploded perspective view of the
도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트유닛(200)은 열전도성 재질의 플레이트 형태로 마련된다. 그리고, 냉각플레이트유닛(200)은 주변으로 외부 공기가 흐르도록 하는 공냉식과, 냉각플레이트유닛(200)에 물과 같은 냉매가 흐르도록 마련되는 수냉식이 사용될 수 있는데, 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 냉각플레이트유닛(200)이 수냉식임을 전제로 설명하기로 한다. 다만, 냉각방식은 다양하게 마련될 수 있음을 밝혀 둔다.2 and 3, the
여기서, 냉각플레이트유닛(200)은, 이차 전지로부터 배출된 열을 외부로 전달하는 구성요소로서, 열전도성 재질로 마련될 수 있다. 특히, 냉각플레이트유닛(200)은 열전도성이 높은 금속 재질로 마련될 수 있으며, 이 경우, 냉각플레이트유닛(200)은 얇은 금속판과 같은 형태로 마련될 수 있다. Here, the
바람직하게는, 냉각플레이트유닛(200)은 알루미늄 재질로 마련될 수 있다. 알루미늄 재질은, 열전도성이 뛰어나면서도 성형이 용이하고 무게가 가볍다. 따라서, 이와 같은 실시예의 경우, 냉각플레이트유닛(200)을 통한 열전달이 잘 이루어질 수 있으며, 이로 인해 배터리 모듈의 냉각 성능이 안정적으로 확보될 수 있다. Preferably, the
또한, 냉각플레이트유닛(200)에 의한 무게 증가를 줄임으로써, 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경량화를 달성할 수 있다. 다만, 본 발명의 냉각플레이트유닛(200)이 반드시 이러한 재질로 한정되는 것은 아니며, 냉각플레이트유닛(200)은 알루미늄 이외의 각종의 금속을 포함하는 다양한 재질로 마련될 수 있다.Further, by reducing the weight increase by the
도 2를 참조하면, 프레임유닛(300)에는 관통중공(330)이 형성될 수 있는데, 여기서, 냉각플레이트유닛(200)은 프레임유닛(300)에 형성된 관통중공(330)에 결합될 수 있다. 즉, 프레임유닛(300) 내부에 형성된 관통중공(330)에 냉각플레이트유닛(200)이 배치되어 결합되도록 마련될 수 있다.Referring to FIG. 2, a through-
이를 위해, 도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트유닛(200)은 제1돌출형성부(210)와, 제2돌출형성부(220)와, 바닥부(230)를 포함할 수 있다.2 and 3, the
제1돌출형성부(210)는 상하방향으로 마련되어 프레임유닛(300)의 일측에 결합되도록 마련될 수 있다.The first
냉각플레이트유닛(200)은 후술하는 바와 같이, 인서트 사출 성형을 통해 프레임유닛(300)에 결합될 수 있는데, 여기서, 냉각플레이트유닛(200)과 프레임유닛(300)의 접촉면적을 증가시켜 냉각플레이트유닛(200)이 프레임유닛(300)에 용이하게 결합될 수 있도록 제1돌출형성부(210)는 상하방향으로 마련되어 소정의 면적이 형성될 수 있다.The
여기서, 상하방향으로 마련된 제1돌출형성부(210)의 소정의 면적부분이 프레임유닛(300)에 접촉되어 결합되며, 이를 통해, 냉각플레이트유닛(200)이 프레임유닛(300)에 의해 지지될 수 있게 된다.Here, a predetermined area portion of the first
그리고, 제2돌출형성부(220)는 제1돌출형성부(210)로부터 이격되며 제1돌출형성부(210)에 대응되도록 마련되어 프레임유닛(300)에 결합된다. 즉, 제2돌출형성부(220)는 제1돌출형성부(210)의 대향되는 측면에서 상하방향으로 마련되어 프레임유닛(300)의 타측에 결합될 수 있다.The second
다만, 냉각플레이트유닛(200)과 프레임유닛(300)의 접촉면적 증가를 위해 제2돌출형성부(220)가 상하방향으로 마련되는 점은 제1돌출형성부(210)와 공통되므로, 전술한 제1돌출형성부(210)의 설명으로 대체하기로 한다.Since the second
한편, 바닥부(230)는 제1돌출형성부(210)와, 제2돌출형성부(220)에 각각 결합되는데, 바닥부(230)는 프레임유닛(300)의 중앙 부분에 형성되는 관통중공(330)에 위치할 수 있도록 프레임유닛(300)의 테두리 형상에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.The
예를 들어, 프레임유닛(300)의 테두리 형상이 사각형으로 마련된다면, 프레임유닛(300)에 결합되는 냉각플레이트유닛(200) 역시 사각형으로 마련될 수 있다.For example, if the
여기서, 냉각플레이트유닛(200)은, 넓은 플레이트 형태로 마련되어 넓은 면이 상방과 하방을 향하도록 눕혀진 형태로 배치될 수 있는데, 특히, 냉각플레이트유닛(200)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에서 바라본 형태가 사각형 형상으로 마련될 수 있다.Here, the
다만, 이러한 냉각플레이트유닛(200)의 형상은 하나의 예시일 뿐이며, 냉각플레이트유닛(200)의 형상은 프레임유닛(300)의 형상에 대응되도록 다양하게 마련될 수 있음을 밝혀 둔다.It should be noted that the shape of the
도 2 및 도 3을 참조하면, 프레임유닛(300)은 냉각플레이트유닛(200)에 결합되어 냉각플레이트유닛(200)을 지지하도록 마련된다. 2 and 3, the
여기서, 프레임유닛(300)은 이차 전지, 특히 파우치형 이차 전지가 장착되도록 마련될 수 있다. 또한, 프레임유닛(300)은 파우치형 이차 전지의 외주부가 안착되도록 마련될 수 있다. Here, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 프레임유닛(300)은 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)과, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the
한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)은, 길이방향으로 마련되는 한 쌍의 길이부재가 이격되어 상호 대향되도록 배치될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320) 역시 길이방향으로 마련되는 한 쌍의 길이부재가 이격되어 상호 대향되도록 배치될 수 있는데, 하나의 제2단위프레임유닛(320)은 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310) 각각을 서로 연결하도록 마련될 수 있다.The pair of first
여기서, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320)은 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)에 비해 큰 길이를 가지도록 마련될 수 있다. 다만, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320)은 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)과 동일한 길이를 가지도록 마련될 수도 있다.Here, the pair of second
한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)과 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320)이 직접 연결되는 경우 프레임유닛(300)은 사각형의 형상을 가질 수 있다. 하지만, 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310)과 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320)이 다른 부재를 통해 간접적으로 연결되는 경우에는 프레임유닛(300)이 다양한 형상을 가질 수 있다.When a pair of first
여기서, 프레임유닛(300)은 냉각플레이트유닛(200)의 테두리를 감싸도록 마련될 수 있는데, 냉각플레이트유닛(200)이 여러 개의 변을 가진 다각형 형태로 마련되는 경우, 프레임유닛(300)은 냉각플레이트유닛(200)의 각 변에서 테두리를 감싸는 형태로 마련될 수 있다. Here, the
예를 들어, 도 2를 참조하면, 냉각플레이트유닛(200)은 4개의 변을 가진 사각형 형상으로 마련될 수 있는데, 이 경우, 프레임유닛(300)은 이러한 냉각플레이트유닛(200)의 4개의 변, 즉 외주부를 감싸도록 마련될 수 있다. 그리고, 냉각플레이트유닛(200)의 테두리 이외의 중앙 부분은 프레임유닛(300)에 의해 감싸지지 않으므로, 상부 및 하부 방향으로 노출될 수 있다.For example, referring to FIG. 2, the
여기서, 프레임유닛(300)이 사각형의 형상을 가지는 경우, 냉각플레이트유닛(200)도 프레임유닛(300)의 형상에 대응되도록 사각형의 형상으로 마련될 수 있으며, 이 경우 사각 형태로 마련되는 파우치형 이차 전지의 외주부가 프레임유닛(300)에 안착될 수 있다.In this case, when the
특히, 프레임유닛(300)에는 2개의 파우치형 이차 전지가 장착될 수 있다. 즉, 프레임유닛(300)에는 냉각플레이트유닛(200)이 중앙 부분에 위치해 있을 수 있으며, 이러한 냉각플레이트유닛(200)을 기준으로 2개의 파우치형 이차 전지가 냉각플레이트유닛(200)의 상부와 하부에 각각 위치할 수 있다. Particularly, the
그러므로, 이 경우, 이차 전지용 프레임(100)을 수직 방향으로 다수 개 적층하게 되면, 1개의 이차 전지용 프레임(100)마다 2개의 이차 전지가 수납될 수 있다.Therefore, in this case, when a plurality of secondary battery frames 100 are stacked in the vertical direction, two secondary batteries can be accommodated for each one
한편, 프레임유닛(300)은 냉각플레이트유닛(200)와 다른 재질로 마련될 수 있다. 특히, 프레임유닛(300)은 고분자 수지 재질로 마련될 수 있는데, 예를 들어, 프레임유닛(300)은 열가소성 수지로 마련될 수 있다. On the other hand, the
이와 같이, 프레임유닛(300)이 고분자 수지, 즉 플라스틱 재질로 마련되는 경우, 프레임유닛(300)의 성형이 용이해지는 효과가 있고, 또한, 무게가 가벼우면서도 기계적 강도가 안정적으로 확보되어 외부의 충격으로부터 내부에 위치한 이차 전지 등의 구성요소를 충분히 보호할 수 있는 효과가 있다.In this way, when the
이를 위해, 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)은 인서트 사출 성형에 의해 상호 결합될 수 있다. 즉, 냉각플레이트유닛(200)이 인서트 사출 장치에 삽입된 상태에서 프레임유닛(300)이 인서트 사출 장치에 의해 사출 성형됨으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)이 제조될 수 있다.To this end, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각플레이트변형방지부(400)는 프레임유닛(300)의 수축에 의해 프레임유닛(300)에 결합된 냉각플레이트유닛(200)이 변형되는 것을 방지하도록 프레임유닛(300)에 형성된다.2 and 3, the cooling plate
여기서, 냉각플레이트변형방지부(400)는 프레임유닛(300)의 일측에 절개되어 형성되는 절개부(400)를 포함하도록 마련될 수 있으며, 이러한 절개부(400)에 의해 냉각플레이트유닛(200)이 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.The cooling plate
한편, 절개부(400)에 의한 냉각플레이트유닛(200)의 변형 방지를 설명하기에 앞서, 사출성형시 프레임유닛(300)의 수축현상에 대해 상세히 설명한다.Before describing the prevention of the deformation of the
인서트 사출 등과 같은 사출 성형에서, 전술한 바와 같이, 프레임유닛(300)이 고분자 수지, 즉 플라스틱 수지 등으로 마련되는 경우에 대해 예를 들어 설명하면, 플라스틱 수지는 온도와 압력에 따라 체적이 크게 변하는 성질을 가지고 있으므로, 사출 성형 공정 동안 금형 내의 온도와 압력 변화에 따라 성형 중의 플라스틱의 체적도 변하게 된다.In the injection molding such as insert injection and the like, as described above, for example, when the
사출성형에서 성형품의 수축현상은 사출온도, 사출압력, 금형온도와 같은 성형공정에 따라 다르게 나타나는데, 사출성형의 최초 충진단계에서는 높은 온도와 압력이 작용하고, 충진이 끝난 후에는 성형품이 냉각되기 때문에 성형품의 온도가 하강하게 된다. In the injection molding, the shrinkage of the molded article varies depending on the molding process such as injection temperature, injection pressure, and mold temperature. In the first filling step of the injection molding, high temperature and pressure are applied and the molded article is cooled after the filling The temperature of the molded article is lowered.
최종적으로 금형이 열리고 대기압에서 성형품이 취출되면 압력 또한 크게 낮아지는데, 이러한 온도와 압력 변화 때문에 플라스틱 수지의 체적이 변하게 되면서, 플라스틱 수지가 수축하게 된다.Finally, when the mold is opened and the molded article is taken out at atmospheric pressure, the pressure is also greatly lowered. As the volume of the plastic resin is changed due to such temperature and pressure changes, the plastic resin is shrunk.
여기서, 온도만을 고려해보면, 높은 온도에서 용융된 플라스틱 수지는 사출 성형이 끝난 후 낮은 온도로 냉각되면서 수축되는 것이다.Here, considering only the temperature, the plastic resin melted at a high temperature is shrunk while being cooled to a low temperature after injection molding.
그리고, 플라스틱 수지 등으로 마련되는 프레임유닛(300)이 사출성형 후 높은 온도에서 낮은 온도로 냉각되면서 수축하는 경우, 냉각플레이트유닛(200)의 외측에서 냉각플레이트유닛(200)을 감싸도록 냉각플레이트유닛(200)에 결합되는 프레임유닛(300)의 수축으로 인해 냉각플레이트유닛(200)이 가압되며, 이에 의해, 냉각플레이트유닛(200)이 뒤틀어지거나 휘어질 수 있다.When the
하지만, 프레임유닛(300)에 절개부(400)가 형성되어 있다면 프레임유닛(300)이 냉각플레이트유닛(200)을 가압하는 것을 방지할 수 있게 되므로, 냉각플레이트유닛(200)의 변형을 방지할 수 있다.However, if the
이에 대해 상세히 설명하면, 소정의 물질은 온도의 변화에 따라 액체와 고체간의 상변화가 가능한데, 일반적으로, 고체의 경우 액체에 비해 분자간의 결합력 내지 인력이 강하므로, 온도가 하강하게 되면 상기 소정의 물질은 액체에서 고체로 상변화하고 이에 의해 분자간의 결합력 내지 인력이 증가하면서 수축하게 된다.In particular, in the case of a solid, a binding force or an attractive force between molecules is stronger than that of a liquid. Therefore, when the temperature is lowered, The material is phase-changed from a liquid to a solid and thereby contracts as the binding force or attraction between the molecules increases.
여기서, 프레임유닛(300)의 소재로 사용될 수 있는 플라스틱 수지의 경우, 우선, 사출성형을 위해 용융하게 되는데, 이렇게 용융된 플라스틱 수지를 냉각플레이트유닛(200)과 함께 인서트 사출 성형을 하게 된다.Here, the plastic resin that can be used as the material of the
이후, 인서트 사출 성형된 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)은 냉각과정을 거치는데, 여기서, 용융된 유체상태의 프레임유닛(300)이 냉각되어 고체로 상변화하면서 수축하게 되므로, 프레임유닛(300)이, 프레임유닛(300)의 중앙 부분에 위치하고 있는 냉각플레이트유닛(200)을 가압하게 되며, 이에 의해, 냉각플레이트유닛(200)의 변형이 발생될 수 있다.Thereafter, the insert injection molded
그런데, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)의 경우, 프레임유닛(300)에 절개부(400)가 형성되어 있으므로, 프레임유닛(300)이 수축하더라도 절개부(400)에 의해 수축력이 분리되어 작용하는 바, 프레임유닛(300)의 수축력이 냉각플레이트유닛(200)에 직접적으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.2 and 3, in the case of the
즉, 종래 프레임 본체(10)가 도시된 도 1의 경우, 프레임 본체(10)가 냉각플레이트(20)의 양단부를 내측방향으로 가압하도록 수축하므로 프레임 본체(10)의 수축시 냉각플레이트(20)가 변형되지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 프레임유닛(300)이 도시된 도 2의 경우, 프레임유닛(300)이 절개부(400)에 의해 분할되어 있어서, 프레임유닛(300)이 수축되더라도, 냉각플레이트유닛(200)의 양단부를 가압하는 것이 아니므로, 프레임유닛(300)의 수축시 냉각플레이트유닛(200)에 변형이 발생하지 않게 된다.That is, in the case of FIG. 1 in which the
도 2 및 도 3을 참조하면, 절개부(400)는 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b) 각각에 형성될 수 있다. 여기서, 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b) 중 하나의 제1단위프레임유닛(310a)에는 제1절개부(410)가 형성될 수 있고, 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310) 중 다른 제1단위프레임유닛(310b)에는 제2절개부(420)가 형성될 수 있다. 즉, 제1절개부(410)와 제2절개부(420)는 상호 대향되는 방향에 배치되도록 마련될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the
여기서, 제1절개부(410)는 프레임유닛(300)의 수축시 수축력이 냉각플레이트유닛(200)에 전달되지 않도록 상기 하나의 제1단위프레임유닛(310a)의 다양한 부분에 형성될 수 있으며, 특히, 프레임유닛(300)의 수축력이 일측에 집중되는 것을 방지하기 위해 제1절개부(410)는 상기 하나의 제1단위프레임유닛(310a)의 중심부에 위치하도록 마련될 수 있다.The
또한, 제2절개부(420) 역시 프레임유닛(300)의 수축시 수축력이 냉각플레이트유닛(200)에 전달되지 않도록 상기 다른 제1단위프레임유닛(310b)의 다양한 부분에 형성될 수 있으며, 특히, 프레임유닛(300)의 수축력이 일측에 집중되는 것을 방지하기 위해 제2절개부(420) 역시 상기 다른 제1단위프레임유닛(310b)의 중심부에 위치하도록 마련될 수 있다.The
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 절개부(400)는 프레임유닛(300)이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 형성될 수 있으며, 또한, 길이방향으로 형성될 수 있다.2 and 3, the
즉, 도 3을 기준으로, 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b)이 화살표 W 방향(도 3에서 전후길이방향)으로 향하도록 배치된다면, 절개부(400)는 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b)이 배치되는 화살표 W 방향에 교차하는 화살표 X 방향(도 3에서 좌우길이방향)으로 향하도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b)이 향하도록 배치되는 방향과 절개부(400)가 향하도록 형성되는 방향은 수직일 수 있다.That is, if the pair of first
이에 의하면, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b)이 화살표 W 방향으로 향하도록 배치되는 경우 화살표 W 방향에 나란하게 작용하는 수축력에 의해 냉각플레이트유닛(200)이 변형될 수 있는데, 여기서, 절개부(400)가 화살표 W 방향에 교차하는 화살표 X 방향으로 형성되어 화살표 W 방향에 나란하게 작용하는 수축력을 단절시키므로, 냉각플레이트유닛(200)의 변형을 방지할 수 있게 된다.According to this, when the pair of first
도 4는, 도 3의 A 부분, 즉, 프레임유닛(300)에 형성된 절개부(400)의 확대도이다.4 is an enlarged view of a portion A in Fig. 3, that is, a
도 4를 참조하면, 절개부(400)는 프레임유닛(300)의 상측과 하측을 관통하도록 마련될 수 있다. 즉, 절개부(400)는 단순히 프레임유닛(300)이 절개되어 분리되도록 마련될 수도 있고, 또는, 프레임유닛(300)의 상측과 하측을 완전히 관통하는 상하관통홈으로 마련될 수도 있다.Referring to FIG. 4, the
다만, 단순히 절개되어 분리된 절개부(400)와, 상하관통홈으로 마련되는 절개부(400)를 구분하는 엄격한 기준이 용이하지 않을 수도 있지만, 본 명세서에서는 관통홈이 육안으로 식별가능한 경우를 상하관통홈이 형성된 절개부(400)로 정의할 수 있고, 실질적으로 프레임유닛(300)이 분리되어 있지만 육안으로 식별이 용이하지 않은 경우를 단순 절개부(400)로 정의할 수 있다.However, although strict criteria for distinguishing between the incised
이러한 방식으로 절개부(400)를 구분하는 이유는, 냉각 온도와 압력의 차이에 따른 성형 재료의 사출 성형 환경과, 다양한 성형 재료의 성질차이에 따라 수축력이 달라질 수 있으므로, 각각의 경우에 따른 수축력의 크기를 고려하여 단순 절개되어 분리된 절개부(400)를 선택할 수도 있고, 또는, 상하관통홈이 형성된 절개부(400)를 선택할 수도 있기 때문이다.The reason for dividing the
도 2 내지 도 4를 참조하면, 절개부(400)는 사출금형의 제작용이성을 위해 직선형상으로 마련될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)은 인서트 사출 성형 방식을 통해 결합될 수 있는데, 이러한 인서트 사출 성형 방식에는 사출 성형을 위한 사출금형이 필요하게 된다.Referring to FIGS. 2 to 4, the
그런데, 절개부(400)가 다양한 곡선형상이나 복잡한 형상을 가진다면 금형 제작이 어려워 작업의 효율성이 감소하고 비용이 증가하며 제작시간이 증대되므로, 이러한 사출금형의 제작용이성을 위해 절개부(400)는 단순하고 간단한 직선형상으로 마련될 수 있으며, 이에 의해, 사출금용의 제작용이성이 확보될 수 있는 효과가 있다.If the
도 4를 참조하면, 절개부(400)에는 응력 분산을 위해 단부에 곡률부(450)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, a
만약, 절개부(400)가 길이방향으로 형성되는 경우 절개부(400)의 일측 단부의 모서리가 절곡된 형상을 가진다면 이러한 모서리에서 응력집중이 발생되어 파손 내지 손상이 발생될 수 있다.If the
이를 방지하기 위해, 절개부(400)의 단부에 응력집중 방지를 위한 곡률부(450)가 형성될 수 있는데, 이러한 곡률부(450)는 모서리 부분에서 모따기된 것과 같은 형태로 라운드가 형성될 수 있다.In order to prevent this, a
그리고, 라운드가 형성되는 곡률부(450)는 단면이 원형 내지 타원형 형상의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 즉, 라운드는 원호(圓弧)형상으로 마련될 수 있는데, 여기서, 곡률부(450)는 응력집중을 방지할 수 있는 아치형으로 마련될 수 있다.The
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에 의해 냉각플레이트유닛(200)이 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of preventing the
프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)은 서로 다른 재질로 마련되어 인서트 사출 성형 방식을 통해 제작될 수 있다.The
여기서, 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)의 열변형률의 차이로 인해 인서트 사출 성형 후 냉각되는 과정에서 프레임유닛(300)이 수축하여 냉각플레이트유닛(200)을 가압하게 되면 냉각플레이트유닛(200)에 구부러짐 내지 뒤틀림 등의 변형이 발생될 수 있다.If the
본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)은 프레임유닛(300)에 절개부(400)로 마련되는 냉각플레이트변형방지부(400)를 형성하여 프레임유닛(300)의 수축시 수축력을 단절시키므로 냉각플레이트유닛(200)이 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의해, 냉각플레이트유닛(200)이 이차 전지와 접촉면이 충분히 확보되어 냉각 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.The
도 5는, 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)의 개략적인 상면도이다.5 is a schematic top view of a
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에 의해 냉각플레이트유닛(200)이 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.Hereinafter, the operation and effect of preventing the
제2실시예는, 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b)이 아닌 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320a, 320b)에 절개부(400)가 형성된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있으며, 절개부(400)의 작용 및 효과는 제1실시예와 공통된다.The second embodiment differs from the first and second embodiments in that the
도 5를 참조하면, 절개부(400)는 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320a, 320b) 각각에 형성될 수 있다. 여기서, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320a, 320b) 중 하나의 제2단위프레임유닛(320a)에는 제3절개부(430)가 형성될 수 있고, 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320) 중 다른 제2단위프레임유닛(320b)에는 제4절개부(440)가 형성될 수 있다. 즉, 제3절개부(430)와 제4절개부(440)는 상호 대향되는 방향에 배치되도록 마련될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
통상, 프레임유닛(300)의 두께, 냉각플레이트유닛(200)의 형상, 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)의 결합관계 등을 고려한다면, 절개부(400)가 제1단위프레임유닛(310)에 형성되는 경우 냉각플레이트유닛(200)의 변형 방지 효과가 더 크다고 할 수 있을 것이지만, 성형재료, 사출 성형의 온도와 압력 등 성형환경에 따라, 제2단위프레임유닛(320)에도 절개부(400)가 형성될 수 있다.Considering the thickness of the
여기서, 절개부(400)는 제1단위프레임유닛(310)에만 형성될 수도 있고, 제2단위프레임유닛(320)에만 형성될 수도 있으며, 또는, 제1단위프레임유닛(310)과 제2단위프레임유닛(320) 모두에 형성될 수도 있다.Here, the
도 6은, 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)의 개략적인 상면도이다.6 is a schematic top view of a
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에 의해 냉각플레이트유닛(200)이 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.Hereinafter, the operation and effect of preventing the
제3실시예는, 프레임유닛(300)의 일측에 하나가 아닌 복수의 절개부(400)가 형성된다는 점에서 제1실시예 내지 제2실시예와 차이가 있으며, 절개부(400)의 작용 및 효과는 제1실시예 내지 제2실시예와 공통된다.The third embodiment is different from the first and second embodiments in that a plurality of
도 6을 참조하면, 절개부(400)는 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b) 중 하나의 제1단위프레임유닛(310a)에서 복수개로 형성될 수도 있고, 또는 한 쌍의 제1단위프레임유닛(310a, 310b) 중 다른 제1단위프레임유닛(310b)에서 복수개로 형성될 수도 있다.6, the
그리고, 도 6에 도시되지는 않았지만, 절개부(400)는 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320a, 320b) 중 하나의 제2단위프레임유닛(320a)에서 복수개로 형성될 수도 있고, 또는 한 쌍의 제2단위프레임유닛(320a, 320b) 중 다른 제2단위프레임유닛(320b)에서 복수개로 형성될 수도 있다.6, the
프레임유닛(300)의 크기가 변하는 경우, 예를 들어, 프레임유닛(300)의 크기가 증가하여 제1단위프레임유닛(310) 내지 제2단위프레임유닛(320)의 길이가 길어지는 경우를 고려하면, 프레임유닛(300)의 일측에 하나의 절개부(400)를 형성하는 것만으로 냉각플레이트유닛(200)의 변형방지가 충분하지 못한 경우가 발생될 수 있다.When the size of the
이 경우, 제1단위프레임유닛(310) 내지 제2단위프레임유닛(320)의 일측에 복수개의 절개부(400)를 형성하여 냉각플레이트유닛(200)의 변형을 충분히 방지할 수 있는데, 여기서, 절개부(400)의 개수는 프레임유닛(300)의 크기, 프레임유닛(300)의 재질, 냉각플레이트유닛(200)의 재질, 냉각플레이트유닛(200)의 두께, 프레임유닛(300)과 냉각플레이트유닛(200)과의 결합정도 등을 고려하여 정해질 수 있다.In this case, a plurality of
도 7은, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈(500)의 개략적인 사시도이다.7 is a schematic perspective view of a
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈(500)은, 전술한 제1실시예 내지 제3실시예의 이차 전지용 프레임(100) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈(500)은, 다수의 파우치형 이차 전지(600)를 포함할 수 있으며, 이러한 다수의 파우치형 이차 전지(600)를 적층 및 수납하기 위해, 전술한 이차 전지용 프레임(100)을 복수 개 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
이때, 이차 전지용 프레임(100)은 수직 방향, 즉 상하 방향으로 적층될 수 있으며, 이러한 이차 전지용 프레임(100)의 적층에 의해 형성된 내부 공간에 파우치형 이차 전지(600)가 수납되도록 할 수 있다. 특히, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈(500)은, 하나의 이차 전지용 프레임(100)당 2개의 파우치형 이차 전지(600)가 수납되도록 마련될 수 있다.At this time, the
여기서, 배터리 모듈(500)은 상부 내지 하부 중 적어도 하나에 커버(700)가 결합될 수 있다.Here, the
한편, 본 발명의 제5실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 제4실시예에 따른 배터리 모듈(500)을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈(500)에는, 전술한 제1실시예 내지 제3실시예의 이차 전지용 프레임(100)이 복수 개 포함될 수 있다. Meanwhile, the battery pack according to the fifth embodiment of the present invention may include at least one
또한, 본 발명의 제5실시예에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈(500) 이외에, 이러한 배터리 모듈(500)을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈(500)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.In addition, the battery pack according to the fifth embodiment of the present invention may include, in addition to the
그리고, 본 발명의 제6실시예에 따른 소정의 자동차는 이차 전지용 프레임(100)을 포함할 수 있다.The predetermined automobile according to the sixth embodiment of the present invention may include the
여기서, 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)은, 본 발명의 제6실시예에 따른 소정의 자동차, 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 자동차에 적용될 수 있다.Here, the
그리고, 본 발명의 제6실시예에 따른 소정의 자동차는, 본 발명의 제5실시예에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 팩에는 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 이차 전지용 프레임(100)이 포함될 수 있다.
A certain automobile according to the sixth embodiment of the present invention may include a battery pack according to the fifth embodiment of the present invention, and such a battery pack may include the battery pack according to the first to third embodiments of the present invention. And a
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어의 경우, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.In the present specification, in the case of terms indicating upward, downward, leftward, rightward, forward, and backward directions, these terms are for convenience of explanation only, and may vary depending on the position of the object or the position of the observer Will be apparent to those skilled in the art.
100 : 이차 전지용 프레임
200 : 냉각플레이트유닛
210 : 제1돌출형성부
220 : 제2돌출형성부
230 : 바닥부
300 : 프레임유닛
310 : 제1단위프레임유닛
320 : 제2단위프레임유닛
330 : 관통중공
400 : 냉각플레이트변형방지부
400 : 절개부
410 : 제1절개부
420 : 제2절개부
430 : 제3절개부
440 : 제4절개부
450 : 곡률부
500 : 배터리 모듈
600 : 이차 전지
700 : 커버100: frame for secondary battery
200: cooling plate unit
210: first protrusion forming portion
220: second protrusion forming portion
230:
300: frame unit
310: first unit frame unit
320: second unit frame unit
330: Through-hole hollow
400: cooling plate deformation preventing portion
400: incision
410: first incision
420: second incision section
430: third incision section
440: fourth incision section
450: Curvature portion
500: Battery module
600: secondary battery
700: cover
Claims (20)
상기 냉각플레이트유닛에 결합되어 상기 냉각플레이트유닛을 지지하는 프레임유닛; 및
상기 프레임유닛의 수축에 의해 상기 프레임유닛에 결합된 상기 냉각플레이트유닛이 변형되는 것을 방지하도록, 상기 프레임유닛에 형성되는 냉각플레이트변형방지부를 포함하며,
상기 냉각플레이트변형방지부는, 상기 프레임유닛의 수축시 상기 냉각플레이트유닛이 가압되는 것을 방지할 수 있도록 상기 프레임유닛의 일측에 절개되어 형성되는 절개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.A cooling plate unit provided in the form of a plate of a thermally conductive material;
A frame unit coupled to the cooling plate unit and supporting the cooling plate unit; And
And a cooling plate deformation preventing portion formed in the frame unit to prevent the cooling plate unit coupled to the frame unit from being deformed by contraction of the frame unit,
Wherein the cooling plate deformation preventing portion includes a cut portion formed at one side of the frame unit so as to prevent the cooling plate unit from being pressed upon contraction of the frame unit.
상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 중심부에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion is formed to be positioned at a central portion of one side of the frame unit.
상기 절개부는 상기 프레임유닛이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion is formed in a direction crossing the direction in which the frame unit is arranged.
상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion is formed in a longitudinal direction at one side of the frame unit.
상기 절개부는 상기 프레임유닛의 일측에서 상기 프레임유닛의 상측과 하측을 관통하도록 마련되는 상하관통홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion includes upper and lower through-holes that are formed to penetrate the upper side and the lower side of the frame unit from one side of the frame unit.
상기 절개부는 사출금형의 제작용이성을 위해 직선형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion is provided in a linear shape for easy manufacture of the injection mold.
상기 절개부는 응력 분산을 위해 단부에 형성되는 곡률부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the cut-out portion includes a curvature portion formed at an end portion for stress dispersion.
상기 곡률부는 단면이 원형 내지 타원형 형상의 적어도 일부를 포함하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.9. The method of claim 8,
Wherein the curvature portion is provided so as to include at least a part of a circular or oval shape in cross section.
상기 곡률부는 응력집중을 방지할 수 있는 아치형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.9. The method of claim 8,
Wherein the curvature portion is provided in an arcuate shape to prevent stress concentration.
상기 프레임유닛은,
상호 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제1단위프레임유닛; 및
상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛 각각을 연결하며, 상호 대향되도록 배치되되, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛에 비해 큰 길이를 가지도록 마련되는 한 쌍의 제2단위프레임유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
The frame unit includes:
A pair of first unit frame units arranged to face each other; And
And a pair of second unit frame units connecting the pair of first unit frame units and disposed to face each other and having a larger length than the pair of first unit frame units Features a frame for a secondary battery.
상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛에 각각 형성되는 제1절개부 및 제2절개부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.12. The method of claim 11,
Wherein the cutout portion includes at least one of a first cutout portion and a second cutout portion that are respectively formed in the pair of first unit frame units.
상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제2단위프레임유닛에 각각 형성되는 제3절개부 및 제4절개부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.12. The method of claim 11,
Wherein the cut-out portion includes at least one of a third cut-out portion and a fourth cut-out portion formed in the pair of second unit frame units.
상기 절개부는, 상기 한 쌍의 제1단위프레임유닛 중 하나의 제1단위프레임유닛에서 복수개로 형성되거나, 상기 한 쌍의 제2단위프레임유닛 중 하나의 제2단위프레임유닛에서 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.12. The method of claim 11,
The cut-out portion may be formed in a plurality of the first unit frame units of the pair of first unit frame units, or a plurality of the cut-out portions may be formed in one of the pair of second unit frame units Features a frame for a secondary battery.
상기 프레임유닛에는 관통중공이 형성되어 있으며,
상기 냉각플레이트유닛은 상기 프레임유닛에 형성된 상기 관통중공에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
The frame unit is formed with a through-hole,
And the cooling plate unit is coupled to the through-hole formed in the frame unit.
상기 냉각플레이트유닛은,
상하방향으로 마련되어 상기 프레임유닛의 일측에 결합되는 제1돌출형성부;
상기 제1돌출형성부로부터 이격되며, 상기 제1돌출형성부의 대향되는 측면에서 상하방향으로 마련되어 상기 프레임유닛의 타측에 결합되는 제2돌출형성부; 및
상기 제1돌출형성부와, 상기 제2돌출형성부에 각각 결합되는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.16. The method of claim 15,
The cooling plate unit includes:
A first protrusion forming portion provided in the vertical direction and coupled to one side of the frame unit;
A second protruding portion spaced apart from the first protruding portion and vertically provided on an opposite side of the first protruding portion to be coupled to the other side of the frame unit; And
And a bottom portion coupled to the first protrusion forming portion and the second protrusion forming portion, respectively.
상기 프레임유닛과 상기 냉각플레이트유닛은 인서트 사출 성형에 의해 상호 결합되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 프레임.The method according to claim 1,
Wherein the frame unit and the cooling plate unit are formed to be coupled to each other by insert injection molding.
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