KR102073853B1 - Secondary battery module improved in cooling passage and frame assembly for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수개의 셀들로 이루어진 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리를 하부에서 지지하는 바텀 플레이트; 상기 바텀 플레이트의 평면에 대하여 수직을 이루고 상기 셀 어셈블리의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트; 및 상기 바텀 플레이트의 일단으로부터 타단까지 길이방향으로 연장되게 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있는 통로를 제공하는 냉각 유로;를 포함하는 배터리 모듈을 개시한다.The present invention provides a cell assembly comprising a plurality of cells; A bottom plate supporting the cell assembly from the bottom; A side plate perpendicular to the plane of the bottom plate and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly; And a cooling flow path formed to extend in a length direction from one end to the other end of the bottom plate to provide a passage through which the cooling fluid can flow.

Description

냉각 유로가 개선된 배터리 모듈 및 이를 위한 프레임 어셈블리{SECONDARY BATTERY MODULE IMPROVED IN COOLING PASSAGE AND FRAME ASSEMBLY FOR THE SAME}Battery module with improved cooling channel and frame assembly for it {SECONDARY BATTERY MODULE IMPROVED IN COOLING PASSAGE AND FRAME ASSEMBLY FOR THE SAME}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각 유체를 흘려주기 위한 냉각 유로를 구비한 배터리 모듈 및 이를 위한 프레임 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module having a cooling passage for flowing a cooling fluid and a frame assembly therefor.

일반적으로, 배터리 모듈은 다수의 셀들이 직렬 및/또는 병렬 연결을 통해 집합된 구조로 형성된다. 이러한 배터리 모듈은 통상적으로 다수의 셀들이 일방향으로 배열되어 적층된 셀 어셈블리와, 셀 어셈블리를 감쌀 수 있는 플레이트들을 가진 프레임을 구비한다.In general, a battery module is formed in a structure in which a plurality of cells are aggregated through serial and / or parallel connections. Such a battery module typically includes a cell assembly in which a plurality of cells are arranged in one direction and stacked, and a frame having plates for wrapping the cell assembly.

종래의 배터리 모듈은, 배터리 셀의 냉각을 위해 수냉식으로 냉각 유로를 별도로 설계할 경우 냉각 유로가 차지하는 공간이 별도로 필요하므로 구조의 간소화가 어렵고 장착 가능한 셀 용량에 한계가 있다.In the conventional battery module, when the cooling flow path is separately designed for cooling the battery cell, a space occupied by the cooling flow path is required separately, which makes it difficult to simplify the structure and limits the capacity of the mountable cell.

배터리 모듈의 냉각 기술과 관련하여, 특허문헌 1은 복수의 카트리지와 적층된 복수의 카트리지 외부로 냉각 기체를 공급하는 냉각 덕트를 포함하고, 냉각 덕트는 카트리지의 외부 표면에 냉각 기체가 직접 접촉하도록 상기 냉각 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 개시하고 있다.In relation to the cooling technology of the battery module, Patent Document 1 includes a cooling duct for supplying cooling gas to the outside of the plurality of cartridges stacked with the plurality of cartridges, wherein the cooling duct is such that the cooling gas directly contacts the outer surface of the cartridge. Disclosed is a battery module characterized by supplying cooling gas.

특허문헌 2는 냉각수가 유입되는 인렛 파이프, 상기 인렛파이프와 상호 이격배치되고, 상기 인렛파이프로부터 유입된 냉각수가 배출되는 아웃렛파이프, 상기 인렛파이프와 상기 아웃렛파이프를 상호 연결하고, 내부에 상기 인렛파이프로부터 유입된 냉각수가 수용되어 상기 전지셀로부터 발생된 열을 배출시키는 냉각채널부를 포함하여 이루어지되, 상기 냉각채널부는, 다수개로 이루어진 상기 전지셀의 사이에서 상기 전지셀과 면접촉하면서 평행하게 배치된 구조를 가진 배터리모듈을 개시하고 있다.Patent document 2 is an inlet pipe into which a coolant flows, spaced apart from the inlet pipe, an outlet pipe from which the coolant flowed from the inlet pipe is discharged, the inlet pipe and the outlet pipe are interconnected, and the inlet pipe therein. It comprises a cooling channel portion for receiving the cooling water introduced from the discharge of the heat generated from the battery cell, wherein the cooling channel portion is arranged in parallel while the surface contact with the battery cell between the plurality of battery cells Disclosed is a battery module having a structure.

또한, 특허문헌 3은 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀들 사이에 마련되는 이격공간에 삽입되어 배터리 셀들을 냉각 시키는 적어도 하나 이상의 냉각 플레이트와, 각각의 냉각 플레이트들의 단부 영역과 접하도록 배치되어 냉각 플레이트의 열을 흡수하는 열흡수부재를 포함하며, 냉각 플레이트는, 소정의 두께를 갖는 판상형으로 마련되고 내부에 적어도 하나의 히트파이프(heat pipe)가 내재되어 있는 배터리 모듈을 개시하고 있다.In addition, Patent Literature 3 includes a plurality of battery cells arranged to be spaced apart from each other, at least one cooling plate inserted into a space provided between the battery cells to cool the battery cells, and contacting end portions of the respective cooling plates. And a heat absorbing member arranged to absorb heat of the cooling plate, wherein the cooling plate is provided in a plate shape having a predetermined thickness and has at least one heat pipe embedded therein. have.

한편, 상용화되어 있는 종래의 배터리 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 하부에서 상부로 가면서 백 플레이트(11)/열전달 물질(Thermal Interface Material, TIM)(12)/바텀 플레이트(13)/열전달 물질(TIM)(14)/셀(10)의 순으로 구성되는 것이 일반적인데, 이러한 적층 구조는 공간이 많이 요구되고 장착 가능한 셀 용량에 한계가 있는 단점이 있다.On the other hand, the conventional battery module is commercially available as shown in Figure 1 as going from bottom to top back plate 11 / Thermal Interface Material (TIM) 12 / bottom plate 13 / heat transfer material ( It is generally configured in the order of the TIM (14) / cell 10, this laminated structure has a disadvantage that requires a lot of space and there is a limit to the capacity of the cell can be mounted.

특허문헌 1: 한국 공개특허공보 제2016-0016499호Patent Document 1: Korean Unexamined Patent Publication No. 2016-0016499 특허문헌 2: 한국 공개특허공보 제2016-0030724호Patent Document 2: Korean Unexamined Patent Publication No. 2016-0030724 특허문헌 3: 한국 공개특허공보 제2016-0041407호Patent Document 3: Korean Unexamined Patent Publication No. 2016-0041407

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 셀을 지지하는 프레임을 활용하여 냉각 유로를 확보할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 위한 프레임 어셈블리를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery module and a frame assembly for securing a cooling passage by utilizing a frame for supporting a battery cell.

본 발명의 다른 목적은 냉각 유로를 활용하여 서로 다른 배터리 모듈 간을 연결할 수 있는 구조를 가진 배터리 모듈 및 이를 위한 프레임 어셈블리를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to provide a battery module and a frame assembly for the structure having a structure capable of connecting between different battery modules by using a cooling passage.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 복수개의 셀들로 이루어진 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리를 하부에서 지지하는 바텀 플레이트; 상기 바텀 플레이트의 평면에 대하여 수직을 이루고 상기 셀 어셈블리의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트; 및 상기 바텀 플레이트의 일단으로부터 타단까지 길이방향으로 연장되게 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있는 통로를 제공하는 냉각 유로;를 포함하는 배터리 모듈을 제공한다.The present invention has been made in view of the above problems, the cell assembly consisting of a plurality of cells; A bottom plate supporting the cell assembly from the bottom; A side plate perpendicular to the plane of the bottom plate and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly; And a cooling passage formed in the longitudinal direction from one end of the bottom plate to the other end thereof to provide a passage through which the cooling fluid can flow.

상기 바텀 플레이트의 상부에 위치하고 상기 셀 어셈블리의 양단에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트;를 더 포함하고, 상기 바텀 플레이트의 일단에는 상기 냉각 유로와 연통되는 튜브 부재가 외부에 돌출 형성될 수 있다.And a pair of end plates disposed on the bottom plate and disposed at both ends of the cell assembly, wherein one end of the bottom plate may protrude from the tube member communicating with the cooling passage.

상기 바텀 플레이트의 타단에는 다른 모듈에 위치한 튜브 부재가 삽입될 수 있고 상기 냉각 유로와 연통되는 유로 홀이 형성될 수 있다.The other end of the bottom plate may be inserted into the tube member located in the other module and a flow path hole communicating with the cooling flow path may be formed.

본 발명에 따르면 어느 하나의 모듈에 위치한 튜브 부재가 다른 하나의 모듈에 위치한 유로 홀에 삽입되어 서로 다른 모듈들이 직렬 연결될 수 있다.According to the present invention, a tube member located in one module may be inserted into a flow path hole located in another module so that different modules may be connected in series.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 셀 어셈블리를 하부에서 지지하는 바텀 플레이트; 상기 바텀 플레이트의 평면에 대하여 수직을 이루고 상기 셀 어셈블리의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트; 및 상기 바텀 플레이트의 일단으로부터 타단까지 길이방향으로 연장되게 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있는 통로를 제공하는 냉각 유로;를 포함하는 배터리 모듈의 프레임 어셈블리가 제공된다.According to another aspect of the invention, the bottom plate for supporting the cell assembly from the bottom; A side plate perpendicular to the plane of the bottom plate and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly; And a cooling flow path formed to extend in a longitudinal direction from one end of the bottom plate to the other end to provide a passage through which the cooling fluid can flow.

본 발명에 따르면 프레임 어셈블리의 바텀 플레이트를 활용하여 냉각 유로 공간을 확보할 수 있으므로 모듈의 구조를 간소화할 수 있으며 공정 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, since the cooling channel space can be secured by utilizing the bottom plate of the frame assembly, the structure of the module can be simplified and the process cost can be reduced.

또한, 바텀 플레이트에 형성된 튜브 부재와 유로 홀을 이용해 서로 다른 모듈들을 서로 앞뒤로 연결하는 것이 가능하므로 모듈간 연결을 위한 별도의 팩 플레이트(Pack plate)가 필요치 않은 장점이 있다.In addition, since it is possible to connect different modules back and forth with each other using a tube member and a flow path formed on the bottom plate, there is an advantage that a separate pack plate for connecting between modules is not required.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 배터리 모듈의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈의 외관을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 도 2의 후면도이다.
도 5는 도 2의 측면도이다.
도 6은 서로 다른 배터리 모듈을 직렬로 연결한 상태를 도시한 사시도이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve as a further understanding of the technical spirit of the present invention, the present invention described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a cross-sectional view showing the configuration of a battery module according to the prior art.
2 is a perspective view showing the appearance of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a rear view of FIG. 2.
5 is a side view of FIG. 2.
6 is a perspective view illustrating a state in which different battery modules are connected in series.

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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 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 ordinary or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own inventions. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea 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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈의 외관을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이다.2 is a perspective view showing the appearance of a battery module according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수개의 셀들로 이루어진 셀 어셈블리(110)와, 셀 어셈블리(110)를 하부에 지지하고 길이방향으로 연장되어 냉각 유체의 통로를 제공하는 냉각 유로가 내부에 형성된 바텀 플레이트(101)와 상기 셀 어셈블리(110)의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트(100)를 포함하는 프레임 어셈블리를 구비한다.2 and 3, a battery module according to a preferred embodiment of the present invention supports a cell assembly 110 composed of a plurality of cells and a cell assembly 110 at a lower side thereof and extends in a longitudinal direction thereof to provide a cooling fluid. And a frame assembly including a bottom plate 101 formed therein and a side plate 100 disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly 110.

셀 어셈블리(110)를 이루는 각각의 셀은 얇은 판상 몸체를 갖는 것으로서, 바람직하게 파우치 셀의 구조로 이루어진다. 파우치 셀은 양극, 세퍼레이터 및 음극이 교대로 적층되고 적어도 일측으로 전극탭이 인출되어 있는 구조로 이루어진다. 상기 양극 및 음극은 집전체의 적어도 한면에 전극 활물질, 바인더 수지, 도전제 및 기타 첨가제 등의 슬러리를 도포함으로써 제조된다. 상기 전극 활물질은, 양극의 경우, 리튬 함유 전이금속 산화물과 같은 통상의 양극 활물질이 사용되고, 음극의 경우에는 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 리튬 금속, 탄소재 및 금속 화합물 또는 이들의 혼합물과 같은 통상의 음극 활물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 세퍼레이터로는 리튬 이차전지에 사용되는 통상의 다공성 고분자 필름이 채용 가능하다.Each cell constituting the cell assembly 110 has a thin plate-shaped body, and preferably has a structure of a pouch cell. The pouch cell has a structure in which an anode, a separator, and a cathode are alternately stacked, and electrode tabs are drawn out to at least one side. The positive electrode and the negative electrode are produced by applying a slurry such as an electrode active material, a binder resin, a conductive agent and other additives to at least one side of a current collector. In the case of the positive electrode, a conventional positive electrode active material such as a lithium-containing transition metal oxide is used in the case of a positive electrode, and in the case of the negative electrode, a lithium metal, a carbon material and a metal compound or a mixture thereof, in which lithium ions can be occluded and released. Conventional negative electrode active materials can be used. In addition, as the separator, a conventional porous polymer film used for a lithium secondary battery may be employed.

상기 전극조립체와 함께 파우치 케이스 내에 수용되는 전해액으로는 통상의 리튬 이차전지용 전해액이 채용될 수 있다. 상기 파우치 케이스는 시트 소재로 형성되는 것으로서, 전극조립체를 수용하기 위한 수납부를 구비한다. 바람직하게, 파우치 케이스는 시트 소재가 소정 형상으로 가공되어 형성된 제1 케이스와 제2 케이스가 결합되어 형성된다. 파우치 케이스를 이루는 시트 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET)나 나일론(Nylon) 등의 절연물질로 이루어진 최외곽의 외부수지층과, 기계적 강도를 유지하고 수분 및 산소의 침투를 막아주는 알루미늄 소재의 금속층과, 열접착성을 가져 실링재 역할을 하는 폴리올레핀(Polyolepin)계 재료로 이루어진 내부수지층이 적층된 다층 구조로 구성되어 있다.As the electrolyte solution accommodated in the pouch case together with the electrode assembly, a conventional lithium secondary battery electrolyte may be employed. The pouch case is formed of a sheet material, and includes a receiving part for accommodating the electrode assembly. Preferably, the pouch case is formed by combining a first case and a second case formed by processing a sheet material into a predetermined shape. The seat material of the pouch case is the outermost outer resin layer made of insulating material such as polyethylene terephthalate (PET) or nylon (Nylon), and aluminum material that maintains mechanical strength and prevents penetration of moisture and oxygen. It is composed of a multi-layered structure in which a metal layer and an inner resin layer made of a polyolefin (Polyolepin) -based material having a heat adhesiveness and acting as a sealing material are laminated.

상기 파우치 케이스를 이루는 시트 소재는 필요에 따라 상기 내부 수지층과 금속층, 상기 외부 수지층과 금속층 사이에는 소정의 접착수지층이 개재될 수 있다. 상기 접착 수지층은 이종 재료 간의 원활한 부착을 위한 것으로서 단층 또는 다층으로 형성되고, 그 재료는 통상적으로 폴리올레핀계 수지가 사용되거나 원활한 가공을 위해 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있으며, 이들의 혼합물도 채용 가능하다.In the sheet material constituting the pouch case, a predetermined adhesive resin layer may be interposed between the inner resin layer and the metal layer and the outer resin layer and the metal layer as necessary. The adhesive resin layer is for smooth adhesion between dissimilar materials, and is formed in a single layer or multiple layers. The material may be a polyolefin resin or a polyurethane resin for smooth processing, and a mixture thereof may be employed. .

셀 어셈블리(110)에 있어서 복수개의 셀들은 일방향으로 배열되어 실질적으로 적층 구조를 이룬다.In the cell assembly 110, a plurality of cells are arranged in one direction to form a substantially stacked structure.

상기 프레임 어셈블리는 셀 어셈블리(110)를 수용하여 지지 및 보호하는 구조물로서, 셀 어셈블리(110)의 하부에 위치하는 바텀 플레이트(101)와, 셀 어셈블리(110)의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트(100)를 포함한다. 상기 프레임 어셈블리를 이루는 각각의 플레이트들(100,120)은 얇은 두께를 가진, 예컨대 알루미늄 판재와 같은 메탈 플레이트에 의해 형성된다.The frame assembly is a structure for receiving, supporting, and protecting the cell assembly 110. The frame assembly is a bottom plate 101 positioned below the cell assembly 110 and a side disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly 110. Plate 100. Each of the plates 100, 120 constituting the frame assembly is formed by a metal plate having a thin thickness, for example an aluminum plate.

바텀 플레이트(101)는 복수개의 파우치 셀(111)의 하단면을 일괄적으로 지지할 수 있는 베이스면을 구비한다. 바텀 플레이트(101)의 내부에는 길이방향으로 냉각 유로가 형성되어 있다. 이러한 냉각 유로는 바텀 플레이트(101)의 폭방향(셀 배열방향)으로 정해진 간격을 두고 반복적으로 형성되어 있다.The bottom plate 101 includes a base surface capable of collectively supporting the bottom surfaces of the plurality of pouch cells 111. The cooling passage is formed in the bottom plate 101 in the longitudinal direction. Such cooling passages are repeatedly formed at predetermined intervals in the width direction (cell arrangement direction) of the bottom plate 101.

상기 냉각 유로에는 절연유와 같은 냉각 유체가 공급되어 셀의 가장자리 부분으로부터 냉각이 이루어지게 된다. 냉각 유체는 도 5에 도시된 바와 같이 모듈의 일단으로부터 타단까지 연속적으로 길게 형성된 통공 또는 그루브 형태의 유로를 따라 이동하게 된다.The cooling flow path is supplied with a cooling fluid such as insulating oil, thereby cooling the edge of the cell. As shown in FIG. 5, the cooling fluid moves along a flow path in the form of a hole or a groove formed continuously continuously from one end to the other end of the module.

사이드 플레이트(100)는 상대적으로 폭이 좁고 길이가 긴 형상의 메탈 플레이트로 이루어지고, 바텀 플레이트(101)의 평면에 대하여 수직을 이루고 셀 어셈블리(110)의 최외측에 인접하게 배치된다.The side plate 100 is formed of a metal plate of a relatively narrow and long shape, is perpendicular to the plane of the bottom plate 101 and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly 110.

상기 프레임 어셈블리의 길이방향 양단에는 한 쌍의 엔드 플레이트(104)가 배치된다. 한 쌍의 엔드 플레이트(104)는 바텀 플레이트(101) 및 상부 플레이트의 길이방향 양단과 사이드 플레이트(100)에 결합되어 파우치 셀(111)의 양단을 지지한다. 한 쌍의 엔드 플레이트(104)는 바텀 플레이트(101)의 상부에 올려지도록 배치된다.A pair of end plates 104 are disposed at both ends of the frame assembly in the longitudinal direction. The pair of end plates 104 are coupled to both the longitudinal ends of the bottom plate 101 and the upper plate and the side plate 100 to support both ends of the pouch cell 111. The pair of end plates 104 are disposed to be mounted on the top of the bottom plate 101.

바텀 플레이트(101)의 일단에는 상기 냉각 유로와 연통되는 튜브 부재(130)가 외부에 돌출되게 형성된다. 또한, 바텀 플레이트(101)의 타단에는 튜브 부재(130)에 대응하는 유로 홀(102)이 형성되어 있다. 유로 홀(102)은 바텀 플레이트(101)의 내부에 형성된 상기 냉각 유로와 연통되고, 다른 배터리 모듈에 위치한 튜브 부재(130)의 삽입이 가능하게 형성된다.At one end of the bottom plate 101, a tube member 130 communicating with the cooling passage is formed to protrude to the outside. In addition, a flow path hole 102 corresponding to the tube member 130 is formed at the other end of the bottom plate 101. The flow path hole 102 communicates with the cooling flow path formed in the bottom plate 101, and is formed to enable insertion of the tube member 130 located in another battery module.

냉각 효율을 더욱 높이기 위해 바텀 플레이트(101)와 셀 어셈블리(110) 사이에는 열전달 물질(TIM)로 이루어진 열전달부(103)가 부가될 수 있다.In order to further increase the cooling efficiency, a heat transfer part 103 made of a heat transfer material TIM may be added between the bottom plate 101 and the cell assembly 110.

도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 배터리 모듈 A, B는 앞뒤로 서로 연결되어 조립체를 이룬 상태에서 사용될 수 있다. 이때, 결합부는 어느 하나의 모듈에 위치한 튜브 부재(130)가 다른 하나의 모듈에 위치한 유로 홀(102)에 삽입되어 서로 연통 결합된다. 이와 같이 튜브 부재(130)와 유로 홀(102)을 활용하여 서로 다른 모듈들을 서로 앞뒤로 연결하면, 기존과는 달리 모듈 간을 서로 연결하여 합체하기 위한 별도의 팩 플레이트가 필요치 않은 장점이 있다.As illustrated in FIG. 6, different battery modules A and B may be connected to each other back and forth to form an assembly. At this time, the coupling part is inserted into the flow path hole 102 is located in the other module module 130 is located in one module is in communication with each other. As such, when different modules are connected to each other back and forth by using the tube member 130 and the flow path hole 102, there is an advantage that a separate pack plate is not required to connect and coalesce the modules.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈은 복수개의 셀 단위로 프레임 어셈블리가 결합된 형태가 되도록 조립이 된다.The battery module according to the preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above is assembled so that the frame assembly is coupled to a plurality of cell units.

상기 프레임 어셈블리는 냉각 유로와 이에 대응하는 튜브 부재(130) 및 유로 홀(102)이 형성되어 있는 바텀 플레이트(101)와 상기 바텀 플레이트(101)에 대하여 수직을 이루게 배치된 사이드 플레이트(100)를 포함한다.The frame assembly includes a bottom plate 101 on which a cooling flow path, a tube member 130, and a flow path hole 102 are formed, and a side plate 100 disposed perpendicular to the bottom plate 101. Include.

조립이 완료된 이후에 바텀 플레이트(101)의 외부로 노출된 튜브 부재(130)를 통해 절연유 등의 냉각 유체를 흘려주면 냉각 유체는 냉각 유로를 따라 배터리 모듈의 일단으로부터 타단까지 종방향으로 이동하고, 이 과정에서 바텀 플레이트(101), 열전달부(103), 셀 어셈블리(110)의 순으로 냉각이 이루어지게 된다.After the assembly is completed, if a cooling fluid such as insulating oil flows through the tube member 130 exposed to the outside of the bottom plate 101, the cooling fluid moves longitudinally from one end to the other end of the battery module along the cooling flow path. In this process, cooling is performed in the order of the bottom plate 101, the heat transfer part 103, and the cell assembly 110.

본 발명에 따른 배터리 모듈은 바텀 플레이트(101)를 활용하여 냉각 유로 공간이 확보되므로 구조의 간소화가 가능하고 조립 공정비용이 절감될 수 있는 현저한 효과가 있다.Since the battery module according to the present invention utilizes the bottom plate 101 to secure a cooling flow path space, the battery module can be simplified and the assembly process cost can be reduced.

이상에서 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.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

100: 사이드 플레이트 101: 바텀 플레이트
102: 유로 홀 103: 열전달부
104: 엔드 플레이트 110: 셀 어셈블리
130: 튜브 부재100: side plate 101: bottom plate
102: euro hole 103: heat transfer unit
104: end plate 110: cell assembly
130: tube member

Claims (7)

일방향으로 배열되어 적층 구조를 이루는 복수개의 셀들로 이루어진 셀 어셈블리;
상기 셀 어셈블리의 하단면을 일괄적으로 지지할 수 있는 베이스 면을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 하부에서 지지하는 바텀 플레이트;
상기 바텀 플레이트의 베이스 면에 대하여 수직을 이루고 상기 셀 어셈블리의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트; 및
상기 바텀 플레이트의 내부에 형성되고 상기 바텀 플레이트의 일단으로부터 타단까지 길이방향으로 연장되게 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있는 통로를 제공하는 냉각 유로;를 포함하고,
상기 냉각 유로는 상기 셀들의 배열 방향인 상기 바텀 플레이트의 폭 방향으로 반복적으로 형성되어 있으며,
상기 바텀 플레이트의 일단에는 상기 냉각 유로와 연통되는 튜브 부재가 외부에 돌출 형성되고, 상기 바텀 플레이트의 타단에는 다른 모듈에 위치한 튜브 부재가 삽입될 수 있고 상기 냉각 유로와 연통되는 유로 홀이 형성되며,
어느 하나의 모듈에 위치한 튜브 부재가 다른 하나의 모듈에 위치한 유로 홀에 삽입되어 서로 다른 모듈들이 상기 길이방향으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A cell assembly comprising a plurality of cells arranged in one direction to form a stacked structure;
A bottom plate having a base surface capable of collectively supporting a bottom surface of the cell assembly to support the cell assembly from below;
A side plate perpendicular to the base surface of the bottom plate and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly; And
And a cooling flow path formed in the bottom plate and extending in a length direction from one end to the other end of the bottom plate to provide a passage through which a cooling fluid can flow.
The cooling passage is repeatedly formed in the width direction of the bottom plate, which is an arrangement direction of the cells,
One end of the bottom plate protrudes to form a tube member communicating with the cooling channel on the outside, and the other end of the bottom plate may be inserted into the tube member located in the other module, the flow path hole is formed in communication with the cooling flow path,
The battery module, characterized in that the tube member located in one module is inserted into the flow path hole located in the other module so that different modules are connected in series in the longitudinal direction. 제1항에 있어서,
상기 바텀 플레이트의 상부에 위치하고 상기 셀 어셈블리의 양단에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
And a pair of end plates disposed above the bottom plate and disposed at both ends of the cell assembly. 삭제delete 삭제delete 배터리 모듈의 외곽에서 셀 어셈블리를 지지하는 프레임 어셈블리에 있어서,
일방향으로 배열되어 적층 구조를 이루는 셀 어셈블리의 하단면을 일괄적으로 지지할 수 있는 베이스 면을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 하부에서 지지하는 바텀 플레이트;
상기 바텀 플레이트의 베이스 면에 대하여 수직을 이루고 상기 셀 어셈블리의 최외측에 인접하게 배치되는 사이드 플레이트; 및
상기 바텀 플레이트의 내부에 형성되고 상기 바텀 플레이트의 일단으로부터 타단까지 길이방향으로 연장되게 형성되어 냉각 유체가 흐를 수 있는 통로를 제공하는 냉각 유로;를 포함하고,
상기 냉각 유로는 상기 셀들의 배열 방향인 상기 바텀 플레이트의 폭 방향으로 반복적으로 형성되어 있으며,
상기 바텀 플레이트의 일단에는 상기 냉각 유로와 연통되는 튜브 부재가 외부에 돌출 형성되고, 상기 바텀 플레이트의 타단에는 다른 모듈에 위치한 튜브 부재가 삽입될 수 있고 상기 냉각 유로와 연통되는 유로 홀이 형성되며,
어느 하나의 모듈에 위치한 튜브 부재가 다른 하나의 모듈에 위치한 유로 홀에 삽입되어 서로 다른 모듈들이 상기 길이방향으로 직렬 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 프레임 어셈블리.In the frame assembly for supporting the cell assembly on the outside of the battery module,
A bottom plate having a base surface arranged in one direction to collectively support a bottom surface of the cell assembly forming a stacked structure, the bottom plate supporting the cell assembly from the bottom;
A side plate perpendicular to the base surface of the bottom plate and disposed adjacent to the outermost side of the cell assembly; And
And a cooling flow path formed in the bottom plate and extending in a length direction from one end to the other end of the bottom plate to provide a passage through which a cooling fluid can flow.
The cooling passage is repeatedly formed in the width direction of the bottom plate, which is an arrangement direction of the cells,
One end of the bottom plate protrudes to form a tube member communicating with the cooling channel on the outside, and the other end of the bottom plate may be inserted into the tube member located in the other module, the flow path hole is formed in communication with the cooling flow path,
The tube assembly of any one module is inserted into the flow path hole located in the other module so that different modules are connected in series in the longitudinal direction frame assembly of the battery module. 제5항에 있어서,
상기 바텀 플레이트의 상부에 위치하고 상기 셀 어셈블리의 양단에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 프레임 어셈블리.The method of claim 5,
And a pair of end plates disposed on the bottom plate and disposed at both ends of the cell assembly. 삭제delete
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