KR102065104B1 - Battery Module - Google Patents

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KR102065104B1
KR102065104B1 KR1020150128542A KR20150128542A KR102065104B1 KR 102065104 B1 KR102065104 B1 KR 102065104B1 KR 1020150128542 A KR1020150128542 A KR 1020150128542A KR 20150128542 A KR20150128542 A KR 20150128542A KR 102065104 B1 KR102065104 B1 KR 102065104B1
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이정훈
최항준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 냉각 성능이 안정적으로 확보되면서도 에너지 밀도가 높으며, 케이스의 강도 및 강성이 효과적으로 향상된 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 수평 방향으로 적층된 복수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 측벽부 및 바닥부를 구비하여 상단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성되며, 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하여 상기 내부 공간에 상기 셀 어셈블리의 적어도 일부를 수용하는 쿨링 플레이트; 및 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하여 상기 쿨링 플레이트의 상단 개방부를 커버하며, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부 상부와 용접되는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부는, 적어도 상부가, 상기 바닥부의 적어도 일부와 다른 종류의 금속 재질로 구성되고 상기 엔드 플레이트와는 동일한 종류의 금속 재질로 구성될 수 있다.The present invention discloses a battery module having a high energy density while effectively securing cooling performance and effectively improving the strength and rigidity of the case. A battery module according to the present invention includes a cell assembly having a plurality of secondary batteries stacked in a horizontal direction; A cooling plate having a sidewall portion and a bottom portion to form an inner space in an open top, and located at a lower portion of the cell assembly to receive at least a portion of the cell assembly in the inner space; And an end plate positioned on an upper portion of the cell assembly to cover an upper opening of the cooling plate, the end plate being welded to an upper portion of the side wall portion of the cooling plate, wherein the side wall portion of the cooling plate has at least an upper portion, It may be composed of a part and a different kind of metal material and the end plate may be made of the same kind of metal material.

Description

배터리 모듈{Battery Module}Battery Module {Battery Module}

본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 수용하는 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강도와 강성이 보강된 케이스를 구비하는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery for accommodating one or more secondary cells, and more particularly, to a battery module having a case reinforced with strength and rigidity, and a battery pack and a vehicle including the same.

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. Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.

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 파우치 외장재를 구비한다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with the positive electrode active material and the negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealing and storing the electrode assembly together with the electrolyte solution, that is, a battery pouch packaging material.

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. In general, a lithium secondary battery may 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, according to the shape of the exterior material.

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.Recently, secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. When used in such medium and large devices, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. In particular, a pouch type secondary battery is widely used in such a medium-large size device because of its easy lamination.

이처럼, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈에 대해서는 다양한 특성이 요구되고 있다.As such, various characteristics are required for a battery module including a plurality of pouch type secondary batteries.

먼저, 배터리 모듈에 대해서는 안정적인 냉각 성능의 확보가 요구된다. 이차 전지는 여름과 같이 고온 환경에서 사용되는 경우가 있을 수 있고, 이차 전지 자체적으로도 열이 많이 발생할 수 있다. 이때, 다수의 이차 전지가 서로 적층된 경우, 이차 전지의 온도는 더욱 높아질 수 있다. 그런데, 이처럼 온도가 높아지면 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 이차 전지의 폭발이나 발화가 발생할 위험도 있다. 따라서, 이차 전지의 성능 및 안전성이 안정적으로 확보될 수 있도록 배터리 모듈은 냉각이 효과적으로 이루어질 필요가 있다.First, a stable cooling performance is required for the battery module. The secondary battery may be used in a high temperature environment such as summer, and the secondary battery itself may generate a lot of heat. At this time, when a plurality of secondary batteries are stacked on each other, the temperature of the secondary battery may be further increased. However, as the temperature increases, the performance of the secondary battery may be deteriorated, and in severe cases, the secondary battery may be exploded or ignited. Therefore, the battery module needs to be effectively cooled so that the performance and safety of the secondary battery can be stably ensured.

또한, 배터리 모듈의 경우, 에너지 밀도 향상 및 소형화에 대한 요구가 지속되고 있다. 즉, 동일한 크기에도 보다 높은 용량이나 출력을 나타낼 수 있도록, 또는 동일한 성능에도 크기가 작아질 수 있도록, 배터리 모듈이 차지하는 공간을 감소시킬 필요가 있다. In addition, in the case of a battery module, the demand for energy density improvement and miniaturization continues. That is, it is necessary to reduce the space occupied by the battery module so that higher capacity or output can be displayed even at the same size, or smaller in size at the same performance.

또한, 배터리 모듈의 경우, 강도 및 강성이 일정 수준 이상으로 확보될 필요가 있다. 특히, 배터리 모듈의 경우, 다수의 이차 전지가 모듈 케이스에 수납되는 형태로 구성될 수 있는데, 이때 모듈 케이스는 안정적인 강도와 강성을 가질 필요가 있다. 더욱이, 차량에 사용되는 배터리 모듈의 경우, 진동에 자주 노출되고 차량의 충돌 시 강한 충격이 가해질 수 있는데, 이 경우 케이스의 형태가 안정적으로 유지되고 내부의 구성요소가 케이스에 의해 안전하게 보호될 필요가 있다. 뿐만 아니라, 배터리 모듈에 포함된 이차 전지는 스웰링 현상으로 부피가 팽창할 수 있는데, 이러한 내부적인 요인에도 케이스는 파손되거나 형태가 변형되지 않고 일정하게 유지될 필요가 있다.In addition, in the case of the battery module, the strength and rigidity need to be secured to a predetermined level or more. In particular, in the case of a battery module, a plurality of secondary batteries may be configured to be housed in a module case, in which case the module case needs to have stable strength and rigidity. Moreover, in the case of battery modules used in vehicles, frequent exposure to vibrations and strong impacts in the event of a vehicle crash may occur, in which case the shape of the case remains stable and internal components need not be protected by the case. have. In addition, the secondary battery included in the battery module may expand in volume due to a swelling phenomenon. In this internal factor, the case needs to be kept constant without being damaged or deformed.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 냉각 성능이 안정적으로 확보되면서도 에너지 밀도가 높으며, 케이스의 강도 및 강성이 효과적으로 향상된 배터리 모듈과 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a battery module and a vehicle including the same, the energy density is high, the strength and rigidity of the case is effectively improved while the cooling performance is secured stably. do.

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 can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 수평 방향으로 적층된 복수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 측벽부 및 바닥부를 구비하여 상단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성되며, 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하여 상기 내부 공간에 상기 셀 어셈블리의 적어도 일부를 수용하는 쿨링 플레이트; 및 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하여 상기 쿨링 플레이트의 상단 개방부를 커버하며, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부 상부와 용접되는 엔드 플레이트를 포함하고, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부는, 적어도 상부가, 상기 바닥부의 적어도 일부와 다른 종류의 금속 재질로 구성되고 상기 엔드 플레이트와는 동일한 종류의 금속 재질로 구성될 수 있다.Battery module according to the present invention for achieving the above object, the cell assembly having a plurality of secondary batteries stacked in a horizontal direction; A cooling plate having a sidewall portion and a bottom portion to form an inner space in an open top, and located at a lower portion of the cell assembly to receive at least a portion of the cell assembly in the inner space; And an end plate positioned on an upper portion of the cell assembly to cover an upper opening of the cooling plate, the end plate being welded to an upper portion of the side wall portion of the cooling plate, wherein the side wall portion of the cooling plate has at least an upper portion, It may be composed of a part and a different kind of metal material and the end plate may be made of the same kind of metal material.

여기서, 상기 쿨링 플레이트는, 측벽부 전체와 바닥부 일부가 제1 금속 재질로 구성되고, 바닥부 나머지 부분이 제2 금속 재질로 구성될 수 있다.Here, the cooling plate, the entire side wall portion and a portion of the bottom portion may be made of a first metal material, the rest of the bottom portion may be made of a second metal material.

또한, 상기 제1 금속은 스틸이고, 상기 제2 금속은 알루미늄일 수 있다.In addition, the first metal may be steel, and the second metal may be aluminum.

또한, 상기 쿨링 플레이트의 바닥부는, 제1 금속 재질로 구성된 부분과 제2 금속 재질로 구성된 부분이 맞대기 용접된 형태로 구성될 수 있다.In addition, the bottom portion of the cooling plate may be configured in a butt welded portion consisting of a portion made of the first metal material and the second metal material.

또한, 상기 엔드 플레이트는, 전체적으로 제1 금속 재질로 구성될 수 있다.In addition, the end plate may be entirely composed of a first metal material.

또한, 상기 엔드 플레이트는, 측벽부 및 루프부를 구비하여 하단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성됨으로써 상기 셀 어셈블리의 상부의 적어도 일부를 수용할 수 있다.In addition, the end plate may include at least a portion of an upper portion of the cell assembly by forming an inner space having a sidewall portion and a loop portion and having an open lower end.

또한, 상기 쿨링 플레이트 및 상기 엔드 플레이트 중 적어도 하나는, 측벽부에 단차가 형성되어 상호 간 끼움 결합될 수 있다.In addition, at least one of the cooling plate and the end plate, the step may be formed in the side wall portion may be fitted to each other.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.In addition, the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.In addition, the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.

본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 냉각 성능이 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 셀 어셈블리 하부에 위치한 쿨링 플레이트를 통해 모든 이차 전지의 열이 배터리 모듈 외부로 배출될 수 있으므로, 이차 전지의 냉각이 안정적으로 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, the cooling performance of the battery module can be secured. In particular, in the case of the present invention, since the heat of all secondary batteries can be discharged to the outside of the battery module through the cooling plate located under the cell assembly, the secondary battery can be cooled stably.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 부피 및 무게가 효과적으로 감소될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 셀 어셈블리의 이차 전지 사이에 유로가 형성되지 않을 수 있으므로, 이차 전지 사이의 공간이 줄어들 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의할 경우, 냉각 성능이 일정 수준 이상 확보되면서도, 배터리 모듈의 크기가 크지 않도록 구성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 경우, 에너지 밀도가 높고 소형화에 용이한 배터리 모듈이 제공될 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the volume and weight of the battery module can be effectively reduced. In particular, in the case of the present invention, since the flow path may not be formed between the secondary batteries of the cell assembly, the space between the secondary batteries may be reduced. Therefore, according to this aspect of the present invention, while the cooling performance is secured to a certain level or more, the battery module can be configured not to be large. Therefore, in the case of the present invention, a battery module having a high energy density and easy to miniaturize can be provided.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 강도 및 강성이 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 하부 케이스의 역할을 하는 쿨링 플레이트와 상부 케이스의 역할을 하는 엔드 플레이트가 모두 금속 재질로 구성되어 그 자체로 강도 및 강성이 우수하다고 할 수 있다. In addition, according to an aspect of the present invention, the strength and rigidity of the battery module can be secured. In particular, in the case of the present invention, both the cooling plate serving as the lower case and the end plate serving as the upper case are made of a metal material, and thus, it may be said to have excellent strength and rigidity.

또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 쿨링 플레이트는 냉각 성능 향상에 초점이 맞추어지고, 엔드 플레이트는 기계적 강성 및 강도 확보에 초점이 맞추어져, 쿨링 플레이트와 엔드 플레이트는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 특히, 쿨링 플레이트와 엔드 플레이트는 배터리 모듈의 측면에서 용접될 수 있는데, 이러한 측면 용접 부분은 서로 동일한 재질로 용접될 수 있어, 측면 용접 부분의 강도 및 강성이 개선될 수 있다. In addition, in the battery module according to the present invention, the cooling plate is focused on improving the cooling performance, the end plate is focused on securing the mechanical rigidity and strength, the cooling plate and the end plate may be made of different materials. . In particular, the cooling plate and the end plate may be welded on the side of the battery module. The side welded parts may be welded to the same material, so that the strength and rigidity of the side welded parts may be improved.

더욱이, 셀 어셈블리는, 이차 전지의 스웰링에 의해 측면 방향으로 부피가 팽창될 수 있는데, 본 발명의 상기 측면에 의하면, 셀 어셈블리의 측면 부분 팽창에도 쿨링 플레이트와 엔드 플레이트의 측면 용접 부분이 안정적으로 유지될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의할 경우, 이차 전지의 스웰링에 의해 쿨링 플레이트와 엔드 플레이트의 용접 부분이 파손되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.Furthermore, the cell assembly can be expanded in volume in the lateral direction by swelling of the secondary battery. According to the aspect of the present invention, the side welded portions of the cooling plate and the end plate can be stably maintained even when the side parts of the cell assembly are expanded. Can be maintained. Therefore, according to this aspect of the present invention, it is possible to more effectively prevent the welded portion of the cooling plate and the end plate from being damaged by swelling of the secondary battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링 플레이트의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 쿨링 플레이트의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 엔드 플레이트의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 2의 B 부분에 대한 확대도이다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG. 1.
3 is a perspective view schematically showing the configuration of a cooling plate according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front sectional view schematically showing the configuration of the cooling plate in the battery module according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing the configuration of the end plate in the battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2.

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 안 되며, 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, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

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 specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다. 다만, 설명의 편의를 위해, 도 2에서 이차 전지는 단면이 아닌 정면 형태가 그대로 표현되도록 한다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG. However, for convenience of description, the secondary battery of FIG. 2 is represented so that the front shape is not a cross section as it is.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 셀 어셈블리(100), 쿨링 플레이트(200) 및 엔드 플레이트(300)를 포함할 수 있다.1 and 2, the battery module according to the present invention may include a cell assembly 100, a cooling plate 200, and an end plate 300.

상기 셀 어셈블리(100)는, 복수의 이차 전지(110)를 구비할 수 있다. 특히, 이차 전지(110)는, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 상기 파우치형 이차 전지는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다. The cell assembly 100 may include a plurality of secondary batteries 110. In particular, the secondary battery 110 may be a pouch type secondary battery. The pouch type secondary battery may include an electrode assembly, an electrolyte solution, and a pouch packaging material.

여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(110)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.Here, the electrode assembly is an assembly of an electrode and a separator, and may be configured in a form in which one or more positive electrode plates and one or more negative electrode plates are disposed with the separator interposed therebetween. In addition, each electrode plate of the electrode assembly is provided with an electrode tab, one or more electrode tabs may be connected to the electrode lead. The electrode lead is interposed between the pouch packaging material so that one end thereof is exposed to the outside, and the exposed part may function as an electrode terminal of the secondary battery 110.

전극 조립체는, 전해액과 함께 파우치 외장재에 수납될 수 있다. 그리고, 파우치 외장재는 테두리부가 열융착 등의 방식으로 실링될 수 있다. 파우치 외장재는, 좌측 파우치와 우측 파우치의 2개의 파우치로 구성될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 테두리부의 내부 접착층이 서로 융착됨으로써 실링부가 형성될 수 있다.The electrode assembly may be accommodated in a pouch case together with the electrolyte. In addition, the pouch exterior member may be sealed in a manner such as heat sealing. The pouch sheath may be composed of two pouches, a left pouch and a right pouch. Each pouch includes an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer, and the sealing portion may be formed by fusion bonding of the inner adhesive layer of the edge portion.

이러한 이차 전지(110)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 모듈에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차 전지가 채용될 수 있다.The configuration of the secondary battery 110 is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, and thus, a detailed description thereof will be omitted. In the battery module according to the present invention, various secondary batteries known at the time of filing the present invention may be employed.

상기 이차 전지(110)는, 배터리 모듈에 복수 개 포함되어, 수평 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 파우치형 이차 전지는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 다시 말해, 각각의 이차 전지(110)는 상하 방향으로 세워질 수 있다. 그리고, 이와 같이 세워진 형태의 이차 전지(110)는, 넓은 면이 서로 대면되는 형태로 좌우 방향으로 평행하게 배열될 수 있다. The secondary battery 110 may be included in a plurality of battery modules and stacked in a horizontal direction. For example, as shown in Figure 2, the plurality of pouch-type secondary battery, the two wide sides are respectively located on the left and right sides, and the upper and lower, front and rear are approximately perpendicular to the ground so that the sealing portion is located It may be configured in the form. In other words, each secondary battery 110 may be erected in the vertical direction. In addition, the secondary battery 110 of the upright shape may be arranged in parallel to the left and right directions so that wide surfaces thereof face each other.

상기 쿨링 플레이트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 하부에 위치하며, 내부 공간에 셀 어셈블리(100)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 이러한 쿨링 플레이트(200)의 구성에 대해서는, 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.The cooling plate 200 may be positioned below the cell assembly 100 and may receive at least a portion of the cell assembly 100 in an inner space. The configuration of the cooling plate 200 will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링 플레이트(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view schematically showing the configuration of a cooling plate 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 바닥부(210) 및 측벽부(220)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 쿨링 플레이트의 바닥부(210)는, 대략 판상으로 형성되어 지면에 평행하게 놓인 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는, 바닥부(210)의 양측 단부에서 수직하게 세워진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 측벽부(220)는, 바닥부(210)와 마찬가지로 대략 판상으로 형성될 수 있다. 쿨링 플레이트(200)는, 이러한 바닥부(210)와 측벽부(220)에 의해 한정되어 내부 공간이 형성될 수 있고, 이러한 내부 공간에는 셀 어셈블리(100)의 적어도 일부가 수용될 수 있다. Referring to FIG. 3, the cooling plate 200 may include a bottom portion 210 and a sidewall portion 220. Here, the bottom portion 210 of the cooling plate may be formed in a substantially plate shape and placed in parallel to the ground. In addition, the side wall portion 220 of the cooling plate may be configured in a form standing vertically at both ends of the bottom portion 210. The side wall part 220 may be formed in a substantially plate shape similarly to the bottom part 210. The cooling plate 200 may be defined by the bottom portion 210 and the sidewall portion 220 to form an inner space, and at least a portion of the cell assembly 100 may be accommodated in the inner space.

그리고, 쿨링 플레이트(200)의 내부 공간은 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 셀 어셈블리(100)는, 이러한 상단 개방부를 통해 쿨링 플레이트(200)의 내부 공간에 삽입될 수 있다.In addition, the internal space of the cooling plate 200 may be configured to have an open top. Therefore, the cell assembly 100 may be inserted into the internal space of the cooling plate 200 through the upper opening.

상기 쿨링 플레이트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 하부에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 쿨링 플레이트의 바닥부(210)는 셀 어셈블리(100)에 대하여 수직으로 아래에 놓이고, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는 셀 어셈블리(100)의 측면에서 적어도 하부에 위치할 수 있다. The cooling plate 200 may be located under the cell assembly 100. More specifically, the bottom portion 210 of the cooling plate lies vertically downward with respect to the cell assembly 100, and the side wall portion 220 of the cooling plate may be located at least below the side of the cell assembly 100. have.

상기 쿨링 플레이트(200)는, 적어도 일부분이 열전도성 재질로 구성될 수 있다. 상기 쿨링 플레이트(200)는, 셀 어셈블리(100)의 하부에 위치하여, 셀 어셈블리(100)와 열교환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 셀 어셈블리(100)의 이차 전지(110)에서 열이 발생하는 경우, 발생된 열은 쿨링 플레이트(200)로 전달될 수 있다. 특히, 쿨링 플레이트(200)의 상부에 위치하는 셀 어셈블리(100)는, 다수의 이차 전지(110)가 수평 방향으로 배열된 형태로 구성될 수 있으며, 이때 각각의 이차 전지(110)에서 발생한 열은 하부의 쿨링 플레이트(200)로 직접 전달되어 외부로 배출될 수 있다. The cooling plate 200 may be formed of at least a portion of a thermally conductive material. The cooling plate 200 may be positioned below the cell assembly 100 to perform heat exchange with the cell assembly 100. For example, when heat is generated in the secondary battery 110 of the cell assembly 100, the generated heat may be transferred to the cooling plate 200. In particular, the cell assembly 100 positioned above the cooling plate 200 may be configured such that a plurality of secondary batteries 110 are arranged in a horizontal direction, and heat generated in each of the secondary batteries 110 is performed. The silver may be directly transferred to the cooling plate 200 at the lower portion and discharged to the outside.

그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의할 경우, 각 이차 전지(110)마다 쿨링 플레이트(200)를 통해 하부 방향으로 열이 배출될 수 있게 되며, 각 이차 전지(110) 사이에 냉각 유로가 마련되지 않아도 좋다. 그러므로, 이 경우, 배터리 모듈의 냉각 성능이 일정 수준 이상 확보되면서도 배터리 모듈의 부피가 커지지 않을 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the heat can be discharged downward through the cooling plate 200 for each secondary battery 110, the cooling passage is not provided between each secondary battery (110). You don't have to. Therefore, in this case, even if the cooling performance of the battery module is secured to a predetermined level or more, the volume of the battery module may not increase.

상기 엔드 플레이트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치할 수 있으며, 상기 쿨링 플레이트(200)의 상단 개방부를 커버할 수 있다. 즉, 상기 엔드 플레이트(300)는, 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버하여, 외부의 물리적, 화학적 요소로부터 셀 어셈블리(100)의 상부를 보호하고, 셀 어셈블리(100)의 상부 방향 이동을 제한할 수 있다.The end plate 300 may be positioned above the cell assembly 100 and may cover an upper opening of the cooling plate 200. That is, the end plate 300 covers the upper part of the cell assembly 100 to protect the upper part of the cell assembly 100 from external physical and chemical elements, and restricts the upward movement of the cell assembly 100. can do.

상기 엔드 플레이트(300)는, 배터리 모듈 내부의 구성요소를 안전하게 보호하고 배터리 모듈의 형태를 안정적으로 유지하기 위해, 우수한 기계적 강도 및 강성을 가질 수 있도록 금속 재질로 구성될 수 있다.The end plate 300 may be made of a metal material so as to have excellent mechanical strength and rigidity in order to safely protect components inside the battery module and stably maintain the shape of the battery module.

상기 엔드 플레이트(300)는, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 용접으로 결합될 수 있다. 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220)가 바닥부(210)로부터 상부 방향으로 세워진 형태로 구성되기 때문에 엔드 플레이트(300)는 측벽부(220)의 상단에 안착되어, 측벽부(220) 상부와 용접될 수 있다. The end plate 300 may be coupled to the side wall part 220 of the cooling plate by welding. Since the cooling plate 200 is configured such that the side wall part 220 is erected upward from the bottom part 210, the end plate 300 is seated on the top of the side wall part 220, and the side wall part 220 is formed. ) Can be welded to the top.

특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 있어서, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 부분적으로 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220)의 적어도 상부가, 바닥부(210)의 적어도 일부와 다른 종류의 금속 재질로 구성될 수 있다. 또한, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220)의 적어도 상부가, 엔드 플레이트(300)와 동일한 종류의 금속 재질로 구성될 수 있다. In particular, in the battery module according to the present invention, the cooling plate 200 may be partially made of different materials. In particular, the cooling plate 200, at least an upper portion of the sidewall portion 220 may be formed of a metal material different from at least a portion of the bottom portion 210. In addition, the cooling plate 200, at least an upper portion of the side wall portion 220 may be made of the same kind of metal material as the end plate 300.

이 경우, 상기 엔드 플레이트(300)와 상기 쿨링 플레이트(200)는 동일한 재질로 구성된 부분이 상호 용접될 수 있다. 즉, 도 1에서 A2로 표시된 부분과 같은 엔드 플레이트(300)와 쿨링 플레이트(200)의 상호 용접 부분은, 서로 동일한 재질의 금속으로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300)에 대하여 동종 금속 용접이 구현됨으로써, 용접 부분의 강도 및 강성이 우수하게 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 쿨링 플레이트(200)에 대해서는 우수한 냉각 성능의 확보를 위해 열전도성이 높은 재질의 금속을 이용할 수 있고, 엔드 플레이트(300)에 대해서는 내부 구성요소의 보호 및 변형 방지를 위해 강도와 강성, 경도 등이 높은 재질의 금속을 이용할 수 있다. 그러므로, 엔드 플레이트(300)와 쿨링 플레이트(200) 각각에 보다 필요한 성능을 최대한 높이면서도 결합 부분의 강도가 약해지는 것을 방지할 수 있다.In this case, the end plate 300 and the cooling plate 200 may be welded to each other made of the same material. That is, the mutually welded portions of the end plate 300 and the cooling plate 200, such as the portion indicated by A2 in FIG. 1, may be made of metal having the same material. According to this configuration of the present invention, the same metal welding is implemented for the cooling plate 200 and the end plate 300, it is possible to ensure excellent strength and rigidity of the welded portion. In particular, according to this aspect of the present invention, for the cooling plate 200 may be used a metal of a high thermal conductivity material to secure excellent cooling performance, and for the end plate 300 to protect and modify the internal components For prevention, metals of high strength, rigidity, and hardness may be used. Therefore, it is possible to prevent the strength of the coupling portion from weakening while increasing the performance required for each of the end plate 300 and the cooling plate 200 as much as possible.

바람직하게는, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220) 전체와 바닥부(210) 일부가 동일한 금속 재질로 구성되고, 바닥부(210)의 나머지 부분이 다른 금속 재질로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Preferably, the cooling plate 200 may be formed of the same metal material as the entire sidewall portion 220 and a part of the bottom portion 210, and the remaining portion of the bottom portion 210 may be formed of another metal material. . This will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 쿨링 플레이트(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.4 is a front sectional view schematically showing the configuration of the cooling plate 200 in the battery module according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220)가 전체적으로 동일한 금속 재질, 즉 제1 금속 재질로 구성될 수 있다. 또한, 이러한 제1 금속 재질은 바닥부(210)의 적어도 일부, 특히 테두리 부분에까지 존재하는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 쿨링 플레이트의 측벽부(220) 전체와 바닥부(210) 일부는 일체화된 형태로 서로 동일한 제1 금속 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 엔드 플레이트(300)는 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 동일한 재질로 구성될 수 있으므로, 엔드 플레이트(300)의 전체, 또는 적어도 엔드 플레이트(300)의 용접 부분은 제1 금속 재질로 구성될 수 있다.3 and 4, the cooling plate 200 may be formed of the same metal material, that is, the first metal material, of the side wall portion 220 as a whole. In addition, the first metal material may be configured to exist on at least a portion of the bottom portion 210, particularly, the edge portion. That is, the entire sidewall portion 220 and the bottom portion 210 of the cooling plate may be formed of the same first metal material as each other in an integrated form. In this case, the end plate 300 may be made of the same material as the side wall portion 220 of the cooling plate, so that the entirety of the end plate 300 or at least the welded portion of the end plate 300 is made of the first metal material. Can be configured.

그리고, 쿨링 플레이트(200)의 나머지 부분, 즉 바닥부(210)에서 제1 금속 재질로 이루어진 테두리 부분 이외의 중앙 부분은, 제1 금속 재질과는 다른 종류의 제2 금속 재질로 구성될 수 있다. In addition, the remaining portion of the cooling plate 200, that is, the central portion other than the edge portion formed of the first metal material on the bottom portion 210 may be formed of a second metal material different from the first metal material. .

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200)에서 서로 다른 재질로 구성되어 결합된 부분이 측벽부에 존재하지 않으므로, 쿨링 플레이트(200)가 측면 충격에 보다 강한 특성을 보일 수 있다. 더욱이, 내부에서 가스가 발생하여 이차 전지(110)가 스웰링되는 경우, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)에 힘이 가해질 수 있는데, 이때에도 쿨링 플레이트(200)의 제1 금속 재질과 제2 금속 재질의 결합 부분에는 큰 힘이 가해지지 않을 수 있다.According to this configuration of the present invention, since the cooling plate 200 is composed of a different material and the combined portion does not exist in the side wall portion, the cooling plate 200 can exhibit a stronger characteristic to the side impact. In addition, when the secondary battery 110 is swelled due to the gas generated therein, a force may be applied to the side wall portion 220 of the cooling plate. In this case, the first metal material and the second metal of the cooling plate 200 may be applied. A large force may not be applied to the joint of the material.

더욱 바람직하게는, 제1 금속은 스틸이고 제2 금속은 알루미늄일 수 있다. 즉, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220) 전체와 바닥부(210)의 테두리 부분이 스틸 재질로 구성되고, 바닥부(210)의 나머지 부분이 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 엔드 플레이트(300)는, 전체적으로 스틸 재질이거나, 또는 적어도 쿨링 플레이트(200)와의 용접 부분이 스틸 재질일 수 있다. More preferably, the first metal may be steel and the second metal may be aluminum. That is, the cooling plate 200, the entire side wall portion 220 and the edge portion of the bottom portion 210 may be made of steel material, and the remaining portion of the bottom portion 210 may be made of aluminum material. In this case, the end plate 300 may be entirely made of steel, or at least a welded portion of the end plate 300 may be made of steel.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 강도 및 강성이 우수한 스틸 재질을 통해 배터리 모듈의 측면과 상면의 기계적 지지력 및 보호력을 강화시킬 수 있다. 특히, 배터리 모듈 외부에서의 압력 인가는 물론이고 배터리 모듈 내부에서의 스웰링에 의한 압력 인가에도 배터리 케이스의 측면 부분이 안정적으로 지지될 수 있다. 더욱이, 스틸의 경우 가격이 저렴하므로, 배터리 모듈의 경제성을 향상시킬 수도 있다. 또한, 열전도성이 우수한 알루미늄 재질을 통해 배터리 모듈의 하면 대부분을 구성함으로써, 이 부분을 통한 열전달 효율을 증대시켜 배터리 모듈의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.According to this configuration of the present invention, it is possible to enhance the mechanical support and protection of the side and top of the battery module through a steel material excellent in strength and rigidity. In particular, the side portion of the battery case may be stably supported even when the pressure is applied outside the battery module as well as when the pressure is applied by the swelling inside the battery module. Moreover, since steel is inexpensive, it is possible to improve the economics of the battery module. In addition, by forming most of the lower surface of the battery module through the aluminum material having excellent thermal conductivity, it is possible to increase the heat transfer efficiency through this portion to improve the cooling performance of the battery module.

또한 바람직하게는, 상기 쿨링 플레이트의 바닥부(210)는, 제1 금속 재질로 구성된 부분과 제2 금속 재질로 구성된 부분이 맞대기 용접(butt welding)된 형태로 구성될 수 있다.Also preferably, the bottom portion 210 of the cooling plate may be configured in a butt welded portion of the first metal material and the second metal material.

예를 들어, 도 4에서 C로 표시된 부분과 같이, 쿨링 플레이트(200)에서 바닥부(210)는, 제1 금속 재질(M1으로 표시)로 구성된 테두리 부분과 제2 금속 재질(M2로 표시)로 구성된 중앙 부분이 상호 용접되되, 용접면이 두께 방향으로 형성될 수 있다. 즉, 쿨링 플레이트의 바닥부(210)는, 단부의 끝면이 서로 맞대어진 상태로 테두리 부분과 중앙 부분이 용접될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 서로 다른 재질로 구성된 부분이 서로 겹치지 않고 이어질 수 있으므로, 쿨링 플레이트의 바닥부(210)에 단차가 발생하지 않고 두께가 두꺼워지지 않으며 평탄한 내외측 표면을 구성할 수 있다. 그러므로, 셀 어셈블리(100)의 수납 및 고정이 보다 용이해지고, 용접 공정성이 향상되며, 보다 넓은 수납 공간이 확보될 수 있다.For example, as shown by a portion C in FIG. 4, the bottom portion 210 of the cooling plate 200 may include an edge portion formed of a first metal material (denoted by M1) and a second metal material (denoted by M2). The central portion consisting of but are welded to each other, the welding surface may be formed in the thickness direction. That is, the bottom portion 210 of the cooling plate may be welded to the edge portion and the center portion in a state where the end surfaces of the ends are opposed to each other. According to this configuration of the present invention, since parts made of different materials may be connected without overlapping each other, a step may not occur in the bottom portion 210 of the cooling plate, and the thickness may be increased, and a flat inner and outer surface may be configured. . Therefore, the storing and fixing of the cell assembly 100 becomes easier, the welding processability is improved, and a wider storage space can be secured.

특히, 상기 쿨링 플레이트의 바닥부(210)는, 제1 금속 재질로 구성된 부분과 제2 금속 재질로 구성된 부분이 테일러드 블랭크(tailored blank) 방식으로 용접될 수 있다. 이러한 테일러드 블랭크 용접 방식에 의하면, 제1 금속 재질로 구성된 판재와 제2 금속 재질로 구성된 판재가 재단된 후 레이저로 맞대기 용접을 해서 한 번에 프레스 성형을 하는 형태로 쿨링 플레이트(200)가 제조될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 재료의 손실이 없고, 보강재가 필요 없으며, 용접성이 우수하고, 공정이 단순화될 수 있다.In particular, the bottom portion 210 of the cooling plate may be welded in a tailored blank manner between a portion made of a first metal material and a portion made of a second metal material. According to the tailored blank welding method, the cooling plate 200 may be manufactured in a form of press forming at a time by butt welding with a laser after the plate made of the first metal material and the plate made of the second metal material are cut. Can be. According to this configuration of the present invention, there is no material loss, no reinforcing material is required, the weldability is excellent, and the process can be simplified.

한편, 상기 엔드 플레이트(300)는, 전체적으로 제1 금속 재질로 구성될 수 있다. 즉, 상기 엔드 플레이트(300)는, 하나의 금속 재질로 구성될 수 있다. 이때, 엔드 플레이트(300)는, 측벽부(220)의 용접 부분과 동일한 재질로 구성될 수 있다. 특히, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는 상단이 스틸 재질로 구성될 수 있는데, 이 경우 엔드 플레이트(300)는 전체적으로 스틸 재질로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 엔드 플레이트(300)의 제조가 용이하고 저렴하며, 우수한 기계적 강도 및 강성이 확보될 수 있다.Meanwhile, the end plate 300 may be made of a first metal material as a whole. That is, the end plate 300 may be made of one metal material. In this case, the end plate 300 may be made of the same material as the welded portion of the side wall portion 220. In particular, the upper side wall portion 220 of the cooling plate may be made of a steel material, in this case, the end plate 300 may be entirely made of steel material. According to this configuration of the present invention, the manufacturing of the end plate 300 is easy and inexpensive, and excellent mechanical strength and rigidity can be secured.

또한 바람직하게는, 상기 엔드 플레이트(300)는, 측벽부(320) 및 루프부를 구비할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Also preferably, the end plate 300 may include a side wall portion 320 and a roof portion. This will be described in more detail with reference to FIG. 5.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 플레이트(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing the configuration of the end plate 300 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 엔드 플레이트(300)는, 판상으로 구성된 루프부(310)와 이러한 루프부(310)의 단부에서 하부 방향으로 절곡된 형태로 구성된 측벽부(320)를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 엔드 플레이트(300)는, 하단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 엔드 플레이트(300)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 상부에 위치하여 내부 공간에 셀 어셈블리(100)의 상부가 수용되도록 할 수 있다. 이 경우, 엔드 플레이트의 루프부(310)는 셀 어셈블리(100)의 상면을 커버하고, 엔드 플레이트의 측벽부(320)는 셀 어셈블리(100)의 상부 측면을 커버할 수 있다.Referring to FIG. 5, the end plate 300 may include a roof portion 310 formed in a plate shape and a side wall portion 320 formed in a shape bent downward from an end portion of the roof portion 310. . Therefore, the end plate 300 may be formed in the inner space in the form of the bottom open. 1 and 2, the end plate 300 may be positioned above the cell assembly 100 to accommodate the top of the cell assembly 100 in an inner space. In this case, the roof part 310 of the end plate may cover the top surface of the cell assembly 100, and the side wall part 320 of the end plate may cover the upper side of the cell assembly 100.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)가, 셀 어셈블리(100)의 측면에서 하단부터 상단에까지 이르지 않고 상단보다 낮은 높이까지 이르도록 구성될 수 있다. 즉, 배터리 모듈의 케이스 측면은 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 함께 엔드 플레이트의 측벽부(320)로 구성되므로, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는 셀 어셈블리(100)의 상단까지 커버할 필요가 없다. 예를 들어, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 대략 중앙 부분의 높이까지 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 측벽부(220)에 의해 한정된 공간에 셀 어셈블리(100)가 세워진 형태로 안정적으로 수용될 수 있도록 하고, 셀 어셈블리(100)의 삽입을 용이하게 할 수 있다. According to this configuration of the present invention, the side wall portion 220 of the cooling plate may be configured to reach a height lower than the top without reaching from the bottom to the top at the side of the cell assembly 100. That is, since the case side of the battery module is composed of the side wall portion 320 of the end plate together with the side wall portion 220 of the cooling plate, the side wall portion 220 of the cooling plate needs to cover up to the top of the cell assembly 100. There is no. For example, as shown in FIG. 2, the side wall part 220 of the cooling plate may be configured to stand up to the height of the center portion of the cell assembly 100. In this case, the cell assembly 100 may be stably received in a standing shape in a space defined by the side wall part 220, and the insertion of the cell assembly 100 may be facilitated.

이를테면, 셀 어셈블리(100)는, 다수의 이차 전지(110)가 수평 방향으로 적층된 상태에서 가압 유닛에 의해 측면 상부가 가압된 상태로 쿨링 플레이트(200)의 상부로 이동되어 쿨링 플레이트(200)의 내부 공간으로 삽입될 수 있다. 이때, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)는 셀 어셈블리(100)의 측면 상단을 덮지 않을 정도의 높이를 가짐으로써, 셀 어셈블리(100)의 삽입 공정에서 가압 유닛이 쿨링 플레이트(200)에 삽입될 필요가 없다. 따라서, 쿨링 플레이트(200)에는 가압 유닛이 삽입 및 인출되기 위한 공간이 마련될 필요가 없으므로, 셀 어셈블리(100)의 수납 공간을 최대한 확보할 수 있다.For example, the cell assembly 100 may be moved to an upper portion of the cooling plate 200 in a state in which a plurality of secondary batteries 110 are stacked in a horizontal direction and the upper side of the cell assembly is pressed by a pressing unit, thereby cooling the cooling plate 200. It can be inserted into the internal space of the. At this time, the side wall portion 220 of the cooling plate has a height that does not cover the upper side of the cell assembly 100, it is necessary to insert the pressing unit into the cooling plate 200 in the insertion process of the cell assembly 100. There is no. Therefore, the cooling plate 200 does not need to be provided with a space for inserting and withdrawing the pressurizing unit, thereby ensuring the maximum storage space of the cell assembly 100.

특히, 본 발명에 의하면, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 엔드 플레이트의 측벽부(320)가 용접되는 부분, 즉 도 1에서 A2로 표시된 부분이 서로 동일 재질로 구성되어 동종 용접이 구현되므로, 용접 부분의 신뢰성이 안정적으로 확보될 수 있다.Particularly, according to the present invention, since the side wall portion 220 of the cooling plate and the side wall portion 320 of the end plate are welded, that is, the portion indicated by A2 in FIG. The reliability of the welded portion can be secured stably.

더욱 바람직하게는, 쿨링 플레이트(200) 및 엔드 플레이트(300) 중 적어도 하나는, 측벽부에 단차가 형성되어 상호 간 끼움 결합되는 형태로 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.More preferably, at least one of the cooling plate 200 and the end plate 300 may be configured in such a manner that a step is formed in the side wall portion to be fitted to each other. This will be described in more detail with reference to FIG. 6.

도 6은, 도 2의 B 부분에 대한 확대도이다.FIG. 6 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2.

도 6을 참조하면, 상기 쿨링 플레이트(200)는, 측벽부(220)의 상부에 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 엔드 플레이트(300)는, 측벽부(320)의 하부에 단차가 형성될 수 있다. 이때, 쿨링 플레이트의 측벽부(220) 상부에 형성된 단차와 엔드 플레이트의 측벽부(320) 하부에 형성된 단차는 상호 대응되는 형태로 형성되어, 서로 끼움 결합되도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 6, the cooling plate 200 may have a step formed on the sidewall portion 220. In addition, the end plate 300 may have a step formed under the sidewall part 320. In this case, the step formed on the side wall portion 220 of the cooling plate and the step formed on the side wall portion 320 of the end plate may be formed in a shape corresponding to each other and may be fitted to each other.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 끼움 결합에 의해 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300) 사이의 결합력이 보다 강화될 수 있다. 또한, 단차에 의해 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 엔드 플레이트의 측벽부(320) 사이의 용접 면적이 넓게 확보될 수 있다. 따라서, 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300) 사이의 용접력이 보다 강화되고 공정이 용이해질 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 쿨링 플레이트의 측벽부(220)와 엔드 플레이트의 측벽부(320) 사이의 용접 부분은 동종 재질의 용접이 이루어지므로, 이러한 용접 성능은 더욱 강화될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the coupling force between the cooling plate 200 and the end plate 300 can be further strengthened by the fitting coupling. In addition, the welding area between the side wall portion 220 of the cooling plate and the side wall portion 320 of the end plate may be secured by the step. Therefore, the welding force between the cooling plate 200 and the end plate 300 may be further strengthened and the process may be facilitated. In particular, in the case of the present invention, the welding portion between the side wall portion 220 of the cooling plate and the side wall portion 320 of the end plate is welded of the same material, the welding performance can be further enhanced.

특히, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부(220) 상부는, 내측에서 외측 방향으로 갈수록 상하 길이가 짧아지는 형태로 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 엔드 플레이트의 측벽부(320) 하부는, 내측에서 외측 방향으로 갈수록 상하 길이가 길어지는 형태로 단차가 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 쿨링 플레이트(200)에 셀 어셈블리(100)가 삽입된 상태에서 엔드 플레이트(300)를 결합시키는 구성이 보다 용이하게 달성될 수 있다.In particular, a step may be formed in the upper portion of the side wall portion 220 of the cooling plate so that the vertical length is shorter from the inner side to the outer side. In addition, a step may be formed in the lower portion of the side wall part 320 of the end plate in a form in which the length of the upper and lower sides is longer from the inner side to the outer direction. According to this configuration of the present invention, the configuration of coupling the end plate 300 in a state where the cell assembly 100 is inserted into the cooling plate 200 can be more easily achieved.

한편, 도 1의 구성에서, 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300)는 측벽부가 좌측과 우측에만 구비되고 전방과 후방에는 구비되지 않는 것처럼 도시되어 있으나, 이는 일례에 불과할 뿐 다양한 다른 구성이 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성과 달리, 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300)는 전방과 후방에도 각각 측벽부가 구비될 수 있다. 이 경우, A2로 표시된 부분과 같은 쿨링 플레이트(200)와 엔드 플레이트(300)의 용접 부분은, 배터리 모듈의 전방과 후방에도 각각 형성될 수 있다.Meanwhile, in the configuration of FIG. 1, the cooling plate 200 and the end plate 300 are illustrated as though the side wall portions are provided only at the left and right sides and not at the front and rear sides, but this is merely an example and various other configurations may be possible. Can be. For example, unlike the configuration of FIG. 1, the cooling plate 200 and the end plate 300 may be provided with sidewalls in the front and the rear, respectively. In this case, the welded portion of the cooling plate 200 and the end plate 300, such as the portion indicated by A2, may be formed in the front and rear of the battery module, respectively.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 카트리지를 더 포함할 수 있다. In addition, although not shown in the drawings, the battery module according to the present invention may further include a cartridge.

카트리지는, 상호 적층 가능한 형태로 구성되며, 내부 공간에 이차 전지(110)를 수용하도록 구성될 수 있다. 특히, 카트리지는, 파우치형 이차 전지(110)의 테두리를 외측에서 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이차 전지(110)는 넓은 면을 정면으로 하여 바라본 형태가 대략 사각형이 되는 형태로 구성될 수 있는데, 이때 카트리지는 이차 전지(110)의 테두리를 둘러싸는 형태로 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이러한 카트리지는, 폴리머 또는 금속 재질로 구성될 수 있다.The cartridge may be configured to be stacked on each other, and may be configured to accommodate the secondary battery 110 in an internal space. In particular, the cartridge may be configured to surround the edge of the pouch type secondary battery 110 from the outside. For example, the secondary battery 110 may be configured in a shape in which the shape of the secondary battery 110 is viewed from the front of the wide surface in a substantially rectangular shape, wherein the cartridge is formed in a rectangular ring shape to surround the edge of the secondary battery 110. Can be. Such a cartridge may be made of a polymer or metal material.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.The battery pack according to the present invention may include one or more battery modules according to the present invention. In addition, the battery pack according to the present invention, in addition to such a battery module, a pack case for accommodating such a battery module, various devices for controlling the charge and discharge of the battery module, such as BMS (Battery Management System), current sensor, fuse, etc. It may further include.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 자동차의 경우 많은 진동 및 심한 충격에 노출될 수 있고, 많은 이차 전지가 포함되어 스웰링이 심하게 발생할 수 있다. 따라서, 자동차에 장착되는 배터리 모듈은 냉각과 함께 강도 및 강성의 확보가 매우 중요하다. 따라서, 이러한 자동차에 본 발명에 따른 배터리 모듈이 적용되는 경우, 효과적인 냉각 성능의 확보와 함께 우수한 강도 및 강성을 갖는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.The battery module according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include a battery module according to the present invention. In particular, a car may be exposed to a lot of vibration and severe shock, and a lot of secondary batteries may be included to cause swelling. Therefore, it is very important to secure strength and rigidity of the battery module mounted in the vehicle together with cooling. Therefore, when the battery module according to the present invention is applied to such a vehicle, a battery module having excellent strength and rigidity together with securing effective cooling performance may be provided.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 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, terms indicating directions such as up, down, left, right, before, and after have been used, but these terms are merely for convenience of description and may vary depending on the location of an object or an observer's location. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be made.

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.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

100: 셀 어셈블리
110: 이차 전지
200: 쿨링 플레이트
210: 바닥부, 220: 측벽부
300: 엔드 플레이트
310: 루프부, 320: 측벽부100: cell assembly
110: secondary battery
200: cooling plate
210: bottom portion, 220: side wall portion
300: end plate
310: loop portion, 320: side wall portion

Claims (9)

수평 방향으로 적층된 복수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리;
측벽부 및 바닥부를 구비하여 상단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성되며, 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하여 상기 내부 공간에 상기 셀 어셈블리의 적어도 일부를 수용하는 쿨링 플레이트; 및
상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하여 상기 쿨링 플레이트의 상단 개방부를 커버하며, 상기 쿨링 플레이트의 측벽부 상부와 용접되는 엔드 플레이트
를 포함하고,
상기 쿨링 플레이트는, 상기 측벽부가 판상으로 형성되어 상기 바닥부의 양측 단부에서 상부 방향으로 세워진 형태로 구성되고, 상기 바닥부가 상기 셀 어셈블리의 하부에 위치하고 상기 측벽부가 상기 셀 어셈블리의 외부 양 측면에 위치하여 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 한정되어 형성된 내부 공간에 상기 셀 어셈블리의 적어도 일부가 수용되도록 구성되며,
상기 엔드 플레이트는, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 루프부와 상기 루프부의 양단에서 하부 방향으로 절곡된 형태로 구성된 측벽부를 구비하여, 하단이 개방된 형태로 내부 공간이 형성됨으로써, 상기 엔드 플레이트의 내부 공간에 상기 셀 어셈블리의 상부의 적어도 일부가 수용되도록 구성되며,
상기 엔드 플레이트의 측벽부는 상기 쿨링 플레이트의 측벽부 상단에 안착되어 상기 쿨링 플레이트의 측벽부 상부와 용접 결합되며,
상기 엔드 플레이트의 측벽부와 상기 쿨링 플레이트의 측벽부는, 상기 셀 어셈블리의 측면을 함께 커버하도록 구성되며,
상기 쿨링 플레이트의 측벽부는, 적어도 상기 엔드 플레이트의 측벽부와 용접되는 부분이, 상기 바닥부의 적어도 일부와 다른 종류의 금속 재질로 구성되고 상기 엔드 플레이트의 측벽부와는 동일한 종류의 금속 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A cell assembly having a plurality of secondary batteries stacked in a horizontal direction;
A cooling plate having a sidewall portion and a bottom portion to form an inner space in an open top, and located at a lower portion of the cell assembly to receive at least a portion of the cell assembly in the inner space; And
An end plate positioned on an upper portion of the cell assembly to cover an upper opening of the cooling plate, and welded to an upper portion of a side wall of the cooling plate;
Including,
The cooling plate may have a shape in which the side wall portion is formed in a plate shape and is erected upwardly from both end portions of the bottom portion, wherein the bottom portion is located under the cell assembly, and the side wall portions are located on both outer sides of the cell assembly. At least a portion of the cell assembly is accommodated in an inner space defined by the bottom portion and the sidewall portion,
The end plate may include a roof part positioned at an upper portion of the cell assembly and a side wall part formed in a shape bent downward from both ends of the loop part, so that an inner space is formed in an open lower end thereof, thereby Is configured to accommodate at least a portion of an upper portion of the cell assembly in an inner space,
The side wall portion of the end plate is seated on top of the side wall portion of the cooling plate and welded to the upper side of the side wall portion of the cooling plate,
The side wall portion of the end plate and the side wall portion of the cooling plate are configured to cover the side of the cell assembly together,
The side wall portion of the cooling plate, at least a portion welded to the side wall portion of the end plate is composed of a metal material of a different type and at least a portion of the bottom portion and made of the same kind of metal material as the side wall portion of the end plate. Battery module characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 쿨링 플레이트는, 측벽부 전체와 바닥부 일부가 제1 금속 재질로 구성되고, 바닥부 나머지 부분이 제2 금속 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The cooling plate has a battery module, characterized in that the entire side wall portion and a portion of the bottom portion is made of a first metal material, and the remaining portion of the bottom portion is made of a second metal material. 제2항에 있어서,
상기 제1 금속은 스틸이고, 상기 제2 금속은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
And wherein the first metal is steel and the second metal is aluminum. 제2항에 있어서,
상기 쿨링 플레이트의 바닥부는, 제1 금속 재질로 구성된 부분과 제2 금속 재질로 구성된 부분이 맞대기 용접된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
The bottom portion of the cooling plate, the battery module, characterized in that the portion consisting of the first metal material and the second metal material butt welded. 제2항에 있어서,
상기 엔드 플레이트는, 전체적으로 제1 금속 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
The end plate, the battery module, characterized in that consisting entirely of a first metal material. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 쿨링 플레이트 및 상기 엔드 플레이트 중 적어도 하나는, 측벽부에 단차가 형성되어 상호 간 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
At least one of the cooling plate and the end plate, the battery module, characterized in that the step is formed in the side wall portion is fitted to each other. 제1항 내지 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1 to 5. 제1항 내지 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.An automobile comprising the battery module according to any one of claims 1 to 5.
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