KR102080902B1 - Battery module and battery pack including the same - Google Patents

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Abstract

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀을 둘러싸며 돌출부가 형성된 셀 커버; 상기 셀 커버를 지지하며, 상기 돌출부가 삽입되는 삽입홀이 형성되는 지지부재; 및 상기 셀 커버의 돌출부에 근접하게 배치되며, 상기 배터리 셀로부터 발생되는 열을 방열시키는 방열부재를 포함한다.Disclosed are a battery module and a battery pack including the same. A battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell cover surrounding a battery cell and having a protrusion formed therein; A support member supporting the cell cover and having an insertion hole into which the protrusion is inserted; And a heat dissipation member disposed close to the protrusion of the cell cover and dissipating heat generated from the battery cell.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은, 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 셀로부터 발생되는 열이 셀 커버로부터 방열부재로 직접 전달되어 냉각 효율이 향상될 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, a battery module including heat and heat generated from the battery cell is directly transferred from the cell cover to the heat dissipation member to improve the cooling efficiency, and including the same. Relates to a battery pack.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries is rapidly increasing, and nickel cadmium or hydrogen ion batteries have been used as secondary batteries. Is hardly generated, and thus, a rechargeable secondary battery is freely charged, a very low self discharge rate, and a high energy density lithium secondary battery.
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.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 such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material that seals the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차 전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.A lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolyte interposed therebetween, and a lithium ion battery (LIB) and a lithium polymer battery according to which of the positive electrode active material and the negative electrode active material are used. , PLIB) and the like. Usually, the electrode of these lithium secondary batteries is formed by apply | coating a positive electrode or negative electrode active material to an electrical power collector, such as an aluminum or copper sheet, a mesh, a film, a foil, and drying.
도 1(a)는 종래 배터리 모듈에서 셀 커버가 결합되는 냉각플레이트의 평면도이고, 도 1(b)는 종래 배터리 모듈에서 배터리 셀이 내부에 구비된 셀 커버의 측면도이며, 도 2는 종래 배터리 모듈에서 다수의 셀 커버가 냉각플레이트에 결합된 모습의 단면도이다.Figure 1 (a) is a plan view of the cooling plate coupled to the cell cover in the conventional battery module, Figure 1 (b) is a side view of a cell cover provided with a battery cell in the conventional battery module, Figure 2 is a conventional battery module Is a cross-sectional view of a plurality of cell covers coupled to the cooling plate.
도 1(a)를 참조하면, 종래 이차 전지의 배터리 모듈에서 냉각플레이트(10)는 전체가 막혀있는 형상이고, 도 1(b)를 참조하면, 종래 이차 전지의 배터리 모듈에서 셀 커버(20)의 하측 단부가 평편하게 마련되며, 도 2를 참조하면, 배터리 셀(30)이 내부에 구비되어 있는 셀 커버(20)의 평편한 하측 부분이 냉각플레이트(10)에 결합되어 접촉된다. 여기서, 냉각플레이트(10)는 서멀 패드(40)에 접촉되며 서멀 패드(40)의 하측에는 방열부재(50)가 배치된다. 즉, 배터리 셀(30)에서 발생된 열이 셀 커버(20)를 통해 냉각플레이트(10)로 전달되고, 냉각플레이트(10)로 전달된 열이 서멀 패드(40)를 통해 방열부재(50)에 의해 방열되는 구조이다.Referring to FIG. 1 (a), the cooling plate 10 of the battery module of the conventional secondary battery is completely blocked. Referring to FIG. 1 (b), the cell cover 20 of the battery module of the conventional secondary battery is illustrated. The lower end of the flat is provided, and referring to Figure 2, the flat lower portion of the cell cover 20, the battery cell 30 is provided therein is coupled to the cooling plate 10 in contact. Here, the cooling plate 10 is in contact with the thermal pad 40 and the heat dissipation member 50 is disposed below the thermal pad 40. That is, the heat generated from the battery cell 30 is transferred to the cooling plate 10 through the cell cover 20, the heat transferred to the cooling plate 10 through the thermal pad 40, the heat radiating member 50 Heat dissipation by
하지만, 종래 기술의 경우 배터리 셀(30)로부터 발생되는 열이 셀 커버(20)를 통해 냉각플레이트(10)를 거쳐 서멀 패드(40)로 전달된 후 서멀 패드(40)로부터 방열부재(50)로 전달되며, 이와 같이 여러 단계를 거쳐 열전달이 이루어지므로 냉각 효율이 낮다는 문제점이 있었다.However, in the related art, after the heat generated from the battery cell 30 is transferred to the thermal pad 40 through the cooling plate 10 through the cell cover 20, the heat radiating member 50 from the thermal pad 40. The heat transfer is carried out through the various steps as described above, and thus the cooling efficiency is low.
없음none
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배터리 셀로부터 발생되는 열이 셀 커버로부터 방열부재로 직접 전달되어 냉각 효율이 향상될 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery module and a battery pack including the same, in which heat generated from a battery cell is transferred directly from a cell cover to a heat radiating member, thereby improving cooling efficiency.
또한, 셀 커버로부터 방열부재로 열이 직접 전달될 뿐만 아니라 지지부재를 통해서도 전달되므로 열전달 효율이 상승될 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.In addition, since the heat is transferred directly from the cell cover to the heat dissipation member as well as through the support member to provide a battery module and a battery pack including the same can increase the heat transfer efficiency.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀을 둘러싸며 돌출부가 형성된 셀 커버; 상기 셀 커버를 지지하며, 상기 돌출부가 삽입되는 삽입홀이 형성되는 지지부재; 및 상기 셀 커버의 돌출부에 근접하게 배치되며, 상기 배터리 셀로부터 발생되는 열을 방열시키는 방열부재를 포함하는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the cell cover surrounding the battery cell is formed with a protrusion; A support member supporting the cell cover and having an insertion hole into which the protrusion is inserted; And a heat dissipation member disposed near the protrusion of the cell cover and dissipating heat generated from the battery cell.
또한, 상기 셀 커버는 금속재질로 마련될 수 있다.In addition, the cell cover may be provided with a metal material.
그리고, 상기 돌출부는 복수의 돌기들로 형성되고, 상기 지지부재에는 상기 복수의 돌기들이 각각 삽입될 수 있도록 상기 삽입홀이 복수로 마련되며, 상기 지지부재의 복수의 삽입홀 사이에는 상기 셀 커버에 접촉되어 상기 셀 커버를 지지하는 중간지지부가 형성될 수 있다.The protrusion may be formed of a plurality of protrusions, and the support member may include a plurality of insertion holes in which the plurality of protrusions may be inserted, and the cell cover may be disposed between the plurality of insertion holes of the support member. An intermediate support part may be formed in contact to support the cell cover.
또한, 상기 배터리 셀로부터 발생되는 열의 전달을 위해 상기 돌출부에 접촉되는 서멀 패드를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a thermal pad in contact with the protrusion for transferring heat generated from the battery cell.
그리고, 상기 셀 커버의 돌출부가 상기 지지부재의 삽입홀에 삽입되는 경우, 상기 돌출부와 상기 지지부재는 동일 수평선상 또는 다른 수평선상에 위치하며, 상기 돌출부와 상기 지지부재 모두 상기 서멀 패드에 접촉될 수 있다.When the protrusion of the cell cover is inserted into the insertion hole of the support member, the protrusion and the support member are positioned on the same horizontal line or another horizontal line, and both the protrusion and the support member may be in contact with the thermal pad. Can be.
또한, 상기 방열부재는 상기 서멀 패드에 접촉될 수 있다.In addition, the heat radiating member may be in contact with the thermal pad.
그리고, 상기 지지부재는 상기 배터리 셀의 냉각을 위해 냉각플레이트로 마련될 수 있다.The support member may be provided as a cooling plate for cooling the battery cell.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있고, 또한, 상기 배터리 모듈을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, a battery pack including the battery module described above may be provided, and an automobile including the battery module may be provided.
본 발명의 실시예들은, 배터리 셀로부터 발생되는 열이 셀 커버로부터 방열부재로 직접 전달되므로, 냉각플레이트를 거쳐서 열전달되는 경우보다 냉각 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.Embodiments of the present invention, since the heat generated from the battery cell is transferred directly from the cell cover to the heat radiating member, there is an effect that the cooling efficiency can be improved than when the heat transfer through the cooling plate.
또한, 셀 커버로부터 방열부재로 열이 직접 전달될 뿐만 아니라 지지부재를 통해서도 전달되므로, 다양한 부위에서 열전달이 이루어져 열전달 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.In addition, since heat is transferred directly from the cell cover to the heat dissipation member as well as through the support member, heat transfer is performed at various sites, thereby increasing heat transfer efficiency.
도 1(a)는 종래 배터리 모듈에서 셀 커버가 결합되는 냉각플레이트의 평면도이고, 도 1(b)는 종래 배터리 모듈에서 배터리 셀이 내부에 구비된 셀 커버의 측면도이다.
도 2는 종래 배터리 모듈에서 다수의 셀 커버가 냉각플레이트에 결합된 모습의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 분리 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 지지부재의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 결합 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 커버가 지지부재에 결합된 모습의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 커버가 지지부재에 결합된 모습의 저면을 도시한 도면이다.
Figure 1 (a) is a plan view of the cooling plate coupled to the cell cover in the conventional battery module, Figure 1 (b) is a side view of a cell cover provided with a battery cell in the conventional battery module.
2 is a cross-sectional view of a plurality of cell covers coupled to a cooling plate in a conventional battery module.
3 is a schematic separated side view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a support member in a battery module according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic side view coupling of the battery module according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a cell cover coupled to a support member in a battery module according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a bottom surface of the cell cover coupled to the support member in the battery module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery module and a battery pack including the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. 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.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific portion constituting the components is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Thus, the size of each component does not entirely reflect its actual size. If it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, such description will be omitted.
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 포함한다.As used herein, the term 'coupling' or 'connection' refers to a case in which one member and another member are directly bonded or directly connected, as well as one member being indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly. It also includes the case where it is connected.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 분리 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 지지부재의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 결합 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 커버(100)가 지지부재에 결합된 모습의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 셀 커버(100)가 지지부재에 결합된 모습의 저면을 도시한 도면이다.Figure 3 is a schematic separation side view of the battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view of the support member in the battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention Figure 6 is a schematic side view of the combination of the battery module, Figure 6 is a cross-sectional view of the cell cover 100 is coupled to the support member in the battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is an embodiment of the present invention In the battery module according to the figure is a view showing the bottom surface of the cell cover 100 is coupled to the support member.
도 3 및 도 6을 참조하면, 셀 커버(100)는 배터리 셀(300)을 보호하기 위해 배터리 셀(300)의 외측의 적어도 일부를 둘러싼다. 셀 커버(100)는 하나 이상의 배터리 셀(300)을 둘러싸도록 마련될 수 있다. 즉, 도 6을 참조하면, 예를 들어, 하나의 셀 커버(100)에는 2개의 배터리 셀(300)이 삽입되며, 6개의 셀 커버(100)가 각각 12개의 배터리 셀(300)을 커버한다. 다만, 이는 하나의 실시예로서, 셀 커버(100)가 커버하는 배터리 셀(300)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 여기서, 배터리 셀(300)은 파우치형 배터리 셀인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 한편, 배터리 셀(300)에는 전극 리드(310)가 구비되는데, 배터리 셀(300)의 전극 리드(310)는 셀 커버(100)의 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리 셀(300)은 전극 리드(310)들이 동일한 방향으로 노출되도록 나란히 적층될 수 있다. 3 and 6, the cell cover 100 surrounds at least a part of the outside of the battery cell 300 to protect the battery cell 300. The cell cover 100 may be provided to surround one or more battery cells 300. That is, referring to FIG. 6, for example, two battery cells 300 are inserted into one cell cover 100, and six cell covers 100 cover 12 battery cells 300, respectively. . However, this is one embodiment, and the number of battery cells 300 covered by the cell cover 100 is not limited thereto. Here, the battery cell 300 is preferably a pouch type battery cell, but is not limited thereto. Meanwhile, the electrode lead 310 is provided in the battery cell 300, and the electrode lead 310 of the battery cell 300 may be configured to be exposed to the outside of the cell cover 100. In addition, the battery cells 300 may be stacked side by side such that the electrode leads 310 are exposed in the same direction.
셀 커버(100)는 금속재질로 구성되어 내부의 배터리 셀(300)을 보호하고, 양호한 열 전도성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(100)는 알루미늄과 같은 열 전도성이 높은 재질로 마련되어 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열을 다른 냉각 매체로 전달할 수 있을 뿐만 아니라 알루미늄이 가지는 강성에 의해 외력으로부터 배터리 셀(300)을 보호할 수도 있다. 다만, 셀 커버(100)의 재질이 알루미늄에 한정되는 것은 아니며, 배터리 셀(300)을 보호할 수 있을 정도의 강성과, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열을 용이하게 전달할 수 있을 정도의 열 전도성을 구비한다면 다양한 재질이 채용될 수 있음은 자명한 사실이다.The cell cover 100 may be formed of a metal material to protect the battery cell 300 therein and have good thermal conductivity. For example, the cell cover 100 may be made of a material having high thermal conductivity such as aluminum to transfer heat generated from the battery cell 300 to another cooling medium, as well as the battery cell from external force due to the rigidity of aluminum. 300 may be protected. However, the material of the cell cover 100 is not limited to aluminum, and the rigidity enough to protect the battery cell 300 and the heat sufficient to easily transfer heat generated from the battery cell 300. It is obvious that various materials may be employed as long as they have conductivity.
도 3 및 도 5를 참조하면, 셀 커버(100)는 대략 직육면 형상을 가져 직육면 형상의 넓은면을 따라 적층가능하게 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(100)는 배터리 셀(300)을 둘러싸고 있는 상태에서 적층될 수 있다.3 and 5, the cell cover 100 may have a substantially rectangular parallelepiped shape and may be configured to be stacked along a wide surface of the rectangular parallelepiped shape. That is, the cell cover 100 may be stacked in a state surrounding the battery cell 300.
한편, 도 3을 참조하면, 셀 커버(100)에는 돌출부(110)가 형성된다. 셀 커버(100)의 돌출부(110)는 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입되며, 이에 의해 방열부재(500)가 돌출부(110)에 근접하게 배치될 수 있다. 즉, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열은 셀 커버(100)의 돌출부(110)를 통해 서멀 패드(400) 또는 방열부재(500)에 직접 열 전달되므로, 열 전달 효율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 서멀 패드(400)가 구비되지 않은 경우라면 돌출부(110)로부터 방열부재(500)로 바로 열이 전달될 수 있으며, 서멀 패드(400)가 구비되는 경우라면 돌출부(110)로부터 서멀 패드(400)를 거쳐 방열부재(500)로 열이 전달될 수 있다. 돌출부(110)는 복수의 돌기들로 형성될 수 있으며, 이 경우, 지지부재(200)의 삽입홀(210)은 복수의 돌기들이 각각 삽입될 수 있도록 복수의 돌기들의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 돌출부(110)가 2개의 돌기들로 형성된다면 돌기들이 삽입되는 삽입홀(210) 역시 2개로 형성될 수 있다.On the other hand, referring to Figure 3, the cell cover 100 is formed with a protrusion 110. The protrusion 110 of the cell cover 100 is inserted into the insertion hole 210 of the support member 200, whereby the heat dissipation member 500 may be disposed close to the protrusion 110. That is, since heat generated from the battery cell 300 is directly transferred to the thermal pad 400 or the heat dissipation member 500 through the protrusion 110 of the cell cover 100, the heat transfer efficiency may be improved. For example, if the thermal pad 400 is not provided, heat may be transferred directly from the protrusion 110 to the heat dissipation member 500. If the thermal pad 400 is provided, the heat from the protrusion 110 may be applied. Heat may be transferred to the heat radiating member 500 via the pad 400. The protrusion 110 may be formed of a plurality of protrusions. In this case, the insertion hole 210 of the support member 200 may be formed in a number corresponding to the number of the plurality of protrusions so that the plurality of protrusions may be inserted. Can be. That is, for example, if the protrusion 110 is formed of two protrusions, two insertion holes 210 into which the protrusions are inserted may also be formed.
도 3 및 도 4를 참조하면, 지지부재(200)는 셀 커버(100)를 지지한다. 예를 들면, 복수의 셀 커버(100)가 적층되어 지지부재(200)에 결합되며, 지지부재(200)가 하측에서 상측의 셀 커버(100)를 지지한다. 복수의 셀 커버(100)가 적층되는 경우, 지지부재(200)는 각각의 셀 커버(100)가 결합될 수 있도록 구획된 공간이 존재한다(도 4 및 도 6 참조). 그리고, 지지부재(200)에는 삽입홀(210)이 형성되고, 셀 커버(100)가 지지부재(200)에 결합되는 경우 셀 커버(100)의 돌출부(110)는 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입되며, 이에 의해 돌출부(110)가 외부로 직접 노출된다(도 7 참조).3 and 4, the support member 200 supports the cell cover 100. For example, the plurality of cell covers 100 are stacked and coupled to the support member 200, and the support member 200 supports the upper cell cover 100 from the lower side. When the plurality of cell covers 100 are stacked, the support member 200 has a space partitioned so that each cell cover 100 may be coupled (see FIGS. 4 and 6). In addition, an insertion hole 210 is formed in the support member 200, and when the cell cover 100 is coupled to the support member 200, the protrusion 110 of the cell cover 100 is inserted into the support member 200. It is inserted into the hole 210, whereby the protrusion 110 is directly exposed to the outside (see FIG. 7).
지지부재(200)는 셀 커버(100)를 지지하기 위한 소정의 강도가 구비되어야 하므로, 금속재질, 예를 들어, 알루미늄으로 마련될 수 있으며, 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질이 사용될 수 있다.Since the support member 200 has to have a predetermined strength for supporting the cell cover 100, the support member 200 may be formed of a metal material, for example, aluminum, but various materials may be used. .
지지부재(200)는 셀 커버(100)를 지지할 뿐만 아니라 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열을 방출시켜 배터리 셀(300)을 냉각시킬 수도 있다. 이를 위해, 지지부재(200)는 예를 들면, 냉각플레이트로 마련될 수 있다. 즉, 배터리 셀(300)로부터 발생된 열은 방열부재(500)에 직접 노출된 셀 커버(100)의 돌출부(110)를 통해 직접 외부로 방출될 수도 있지만, 셀 커버(100)에 접촉하고 있는 지지부재(200), 즉, 냉각플레이트를 통하여 열 전도에 의해 방출될 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은 돌출부(110)를 통한 방열과, 지지부재(200)를 통한 방열이 모두 이루어질 수 있으므로, 상대적인 방열 효율이 향상될 수 있다.The support member 200 may not only support the cell cover 100 but also cool the battery cell 300 by dissipating heat generated from the battery cell 300. To this end, the support member 200 may be provided, for example, as a cooling plate. That is, heat generated from the battery cell 300 may be directly discharged to the outside through the protrusion 110 of the cell cover 100 directly exposed to the heat dissipation member 500, but is in contact with the cell cover 100. The support member 200, that is, may be released by heat conduction through the cooling plate. In this case, since the heat dissipation through the protrusion 110 and the heat dissipation through the support member 200 may be performed in the battery module according to the exemplary embodiment of the present disclosure, relative heat dissipation efficiency may be improved.
지지부재(200)의 삽입홀(210)이 복수로 구성되는 경우, 복수의 삽입홀(210) 사이에는 중간지지부(220)가 형성될 수 있다. 여기서, 돌출부(110)에는 중간지지부(220)에 걸릴 수 있는 걸림홈(111, 도 3 참조)이 형성되어 걸림홈(111)이 중간지지부(220)에 걸려 지지되도록 마련될 수 있다. 중간지지부(220)는 셀 커버(100)에 접촉되어 셀 커버(100)의 대략 중심부를 지지한다. 만약, 중간지지부(220)가 형성되어 있지 않다면 지지부재(200)는 양측의 단부에서만 셀 커버(100)를 지지하게 되므로, 셀 커버(100)의 대략 중심부에서는 중력방향으로 하중이 작용하여 셀 커버(100)의 중심부가 하측으로 변형될 수 있다. 이러한 셀 커버(100)의 중심부의 변형을 방지하기 위해, 지지부재(200)의 복수의 삽입홀(210) 사이에는 중간지지부(220)가 형성될 수 있다.When the insertion hole 210 of the support member 200 is configured in plural, the intermediate support part 220 may be formed between the plurality of insertion holes 210. In this case, the protrusion 110 may be provided with a locking groove 111 (see FIG. 3) that may be caught by the intermediate support part 220 so that the locking groove 111 may be caught by the intermediate support part 220. The intermediate support part 220 contacts the cell cover 100 to support an approximately center portion of the cell cover 100. If the intermediate support part 220 is not formed, the support member 200 supports the cell cover 100 only at both ends thereof, so that a load acts in the direction of gravity in the center of the cell cover 100 so that the cell cover 100 operates. The central portion of the 100 may be deformed downward. In order to prevent deformation of the central portion of the cell cover 100, an intermediate support portion 220 may be formed between the plurality of insertion holes 210 of the support member 200.
방열부재(500)는 셀 커버(100)의 돌출부(110)에 근접하게 배치되며, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열을 방출시킨다. 방열부재(500)는 히트 싱크일 수도 있고, 또는 냉각팬이 구비된 쿨러일 수도 있다. 여기서, 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입된 돌출부(110)가 외부로 노출되는 경우 냉각팬이 구비된 쿨러가 돌출부(110)에 근접하게 배치되어 돌출부(110)을 냉각시킬 수 있다. 그리고, 후술하는 서멀 패드(400)가 돌출부(110)에 접촉되는 경우 히트 싱크가 서멀 패드(400)에 결합되며, 돌출부(110)로부터 서멀 패드(400)를 통해 히트 싱크를 거쳐 열이 전달된다. 물론, 히트 싱크는 냉각을 위한 쿨러 내지 냉각유체에 의해 방열되는 구조를 포함할 수 있다.The heat dissipation member 500 is disposed close to the protrusion 110 of the cell cover 100 and releases heat generated from the battery cell 300. The heat dissipation member 500 may be a heat sink or a cooler provided with a cooling fan. Here, when the protrusion 110 inserted into the insertion hole 210 of the support member 200 is exposed to the outside, a cooler having a cooling fan is disposed close to the protrusion 110 to cool the protrusion 110. have. In addition, when the thermal pad 400 to be described later is in contact with the protrusion 110, the heat sink is coupled to the thermal pad 400, and heat is transferred from the protrusion 110 to the thermal pad 400 through the heat sink. . Of course, the heat sink may include a structure that is radiated by a cooler or a cooling fluid for cooling.
도 3 및 도 5를 참조하면, 서멀 패드(400)는 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열의 전달을 위해 돌출부(110)에 접촉될 수 있다. 즉, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열이 돌출부(110)로부터 서멀 패드(400)로 직접 전달된다. 이 경우, 방열부재(500)가 서멀 패드(400)에 접촉되므로, 배터리 셀(300)로부터의 열은 돌출부(110)와 서멀 패드(400)를 거쳐 방열부재(500)를 통해 외부로 방출된다.3 and 5, the thermal pad 400 may contact the protrusion 110 to transfer heat generated from the battery cell 300. That is, heat generated from the battery cell 300 is transferred directly from the protrusion 110 to the thermal pad 400. In this case, since the heat dissipation member 500 is in contact with the thermal pad 400, heat from the battery cell 300 is discharged to the outside through the heat dissipation member 500 via the protrusion 110 and the thermal pad 400. .
서멀 패드(400)는 돌출부(110)와 지지부재(200) 모두에 접촉될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 돌출부(110)가 서멀 패드(400)에 직접 접촉되어 열전달이 이루어질 수 있고, 지지부재(200)가 냉각플레이트로 마련되는 경우 셀 커버(100)가 냉각플레이트에 접촉되어 배터리 셀(300)의 열이 셀 커버(100)로부터 냉각플레이트를 통해 서멀 패드(400)로 전달될 수도 있다. 이를 위해, 셀 커버(100)의 돌출부(110)가 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입되는 경우, 돌출부(110)와 지지부재(200)는 동일 수평선상에 위치할 수 있다. 즉, 돌출부(110)와 지지부재(200)가 동일 수평선상에 위치하면, 서멀 패드(400)가 지지부재(200)에 접촉되는 경우 지지부재(200) 뿐만 아니라 돌출부(110)에도 함께 접촉될 수 있게 된다. 한편, 가공상의 오차를 고려하여, 돌출부(110)가 삽입홀(210)에 삽입된 후 지지부재(200)보다 조금 더 돌출되도록 제작될 수 있는데, 이 경우, 셀 커버(100)의 돌출부(110)가 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입되면 돌출부(110)와 지지부재(200)는 다른 수평선상에 위치하게 된다. 즉, 예를 들어, 돌출부(110)가 셀 커버(100)의 하측에 형성되고 셀 커버(100)의 하측에서 서멀 패드(400)가 결합되는 경우, 돌출부(110)가 삽입홀(210) 외측으로 돌출되면 돌출부(110)는 지지부재(200)보다 조금 더 하측으로 돌출된다. 이와 같이, 돌출부(110)와 지지부재(200)가 다른 수평선상에 위치하는 경우에도 돌출부(110)와 지지부재(200) 모두 서멀 패드(400)에 접촉되기 위해 서멀 패드(400)는 탄성을 가지는 고무 재질로 마련될 수 있다. 즉, 돌출부(110)가 지지부재(200)보다 더 돌출되더라도 고무 재질이 가지는 탄성력에 의해 서멀 패드(400)가 탄성 변형될 수 있으므로, 서멀 패드(400)는 돌출부(110)와 지지부재(200) 모두에 접촉될 수 있다. The thermal pad 400 may be in contact with both the protrusion 110 and the support member 200. That is, as described above, the protrusion 110 may be in direct contact with the thermal pad 400 to perform heat transfer, and when the support member 200 is provided as a cooling plate, the cell cover 100 may be in contact with the cooling plate, thereby Heat of the cell 300 may be transferred from the cell cover 100 to the thermal pad 400 through a cooling plate. To this end, when the protrusion 110 of the cell cover 100 is inserted into the insertion hole 210 of the support member 200, the protrusion 110 and the support member 200 may be positioned on the same horizontal line. That is, when the protrusion 110 and the support member 200 are positioned on the same horizontal line, when the thermal pad 400 is in contact with the support member 200, the protruding portion 110 and the support member 200 may contact the protrusion 110 as well as the support member 200. It becomes possible. On the other hand, in consideration of processing errors, the protrusion 110 may be manufactured to protrude slightly more than the support member 200 after being inserted into the insertion hole 210, in this case, the protrusion 110 of the cell cover 100 ) Is inserted into the insertion hole 210 of the support member 200, the protrusion 110 and the support member 200 is located on a different horizontal line. That is, for example, when the protrusion 110 is formed under the cell cover 100 and the thermal pad 400 is coupled under the cell cover 100, the protrusion 110 is outside the insertion hole 210. When protruded into the protrusion 110 is projected slightly lower than the support member 200. As described above, even when the protrusion 110 and the support member 200 are positioned on different horizontal lines, the thermal pad 400 is elastic so that both the protrusion 110 and the support member 200 are in contact with the thermal pad 400. The branch may be provided in a rubber material. That is, even if the protrusion 110 protrudes more than the support member 200, the thermal pad 400 may be elastically deformed by the elastic force of the rubber material. Thus, the thermal pad 400 may have the protrusion 110 and the support member 200. ) Can be contacted by all.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 작용 및 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the battery module according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3을 참조하면, 배터리 셀(300)을 둘러싸는 셀 커버(100)에는 돌출부(110)가 형성되고, 도 4를 참조하면, 지지부재(200)에는 셀 커버(100)의 돌출부(110)가 삽입될 수 있는 삽입홀(210)이 형성되며, 도 5 및 도 6을 참조하면, 셀 커버(100)의 돌출부(110)가 지지부재(200)의 삽입홀(210)에 삽입되면 셀 커버(100)는 지지부재(200)에 의해 지지되며, 또한, 도 7을 참조하면, 돌출부(110)는 외부로 노출되어 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열이 돌출부(110)를 통해 직접 방출될 수 있다.Referring to FIG. 3, the protrusion 110 is formed on the cell cover 100 surrounding the battery cell 300. Referring to FIG. 4, the protrusion 110 of the cell cover 100 is formed on the support member 200. An insertion hole 210 into which a hole may be inserted is formed, and referring to FIGS. 5 and 6, when the protrusion 110 of the cell cover 100 is inserted into the insertion hole 210 of the support member 200, the cell cover is inserted. 100 is supported by the support member 200, and also referring to FIG. 7, the protrusion 110 is exposed to the outside so that heat generated from the battery cell 300 may be directly discharged through the protrusion 110. Can be.
여기서, 예를 들어, 지지부재(200)의 하측에는 서멀 패드(400)가 접촉되어 결합될 수 있는데, 이때, 서멀 패드(400)는 지지부재(200) 뿐만 아니라 셀 커버(100)의 돌출부(110)에도 접촉된다. 그리고, 서멀 패드(400)에는 예를 들어 히트 싱크와 같은 방열부재(500)가 결합될 수 있다.Here, for example, the thermal pad 400 may be coupled to the lower side of the support member 200, and in this case, the thermal pad 400 may not only support the support member 200 but also the protrusion of the cell cover 100. 110). In addition, for example, a heat dissipation member 500 such as a heat sink may be coupled to the thermal pad 400.
즉, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열은 셀 커버(100)의 돌출부(110)를 통해 서멀 패드(400)로 전달되어 히크 싱크를 통해 외부로 직접 방출되므로, 냉각 효율이 향상될 수 있다. 또한, 배터리 셀(300)로부터 발생되는 열은 셀 커버(100)에 접촉하고 있는 지지부재(200)를 통해서도 외부로 방출되므로, 다양한 부위에서 열전달이 이루어져 열전달 효율이 상승될 수 있다.That is, since heat generated from the battery cell 300 is transferred to the thermal pad 400 through the protrusion 110 of the cell cover 100 and directly discharged to the outside through the heat sink, cooling efficiency may be improved. In addition, since the heat generated from the battery cell 300 is discharged to the outside through the support member 200 in contact with the cell cover 100, the heat transfer efficiency can be increased by heat transfer at various sites.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(미도시)은, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(미도시)은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.Meanwhile, a battery pack (not shown) according to an embodiment of the present invention may include one or more battery modules according to an embodiment of the present invention as described above. The battery pack may further include a case for accommodating the battery module, various devices for controlling charging and discharging of the battery module, such as a BMS, a current sensor, and a fuse, in addition to the battery module. .
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(미도시)는 전술한 배터리 모듈 또는 배터리 팩(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 배터리 팩(미도시)에는 상기 배터리 모듈이 포함될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상기 자동차(미도시), 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 소정의 자동차(미도시)에 적용될 수 있다.On the other hand, a vehicle (not shown) according to an embodiment of the present invention may include the above-described battery module or a battery pack (not shown), the battery pack (not shown) may include the battery module. In addition, the battery module according to an embodiment of the present invention may be applied to a predetermined vehicle (not shown) provided to use electricity such as the vehicle (not shown), for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
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 below by the person skilled in the art and the technical spirit of the present invention. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
100 : 셀 커버 110 : 돌출부
200 : 지지부재 210 : 삽입홀
220 : 중간지지부 300 : 배터리 셀
310 : 전극 리드 400 : 서멀 패드
500 : 방열부재
100: cell cover 110: protrusion
200: support member 210: insertion hole
220: intermediate support 300: battery cell
310: electrode lead 400: thermal pad
500: heat dissipation member

Claims (9)

  1. 배터리 셀을 둘러싸며 돌출부가 형성된 셀 커버;
    상기 셀 커버를 지지하며, 상기 돌출부가 삽입되는 삽입홀이 형성되는 지지부재; 및
    상기 셀 커버의 돌출부에 근접하게 배치되며, 상기 배터리 셀로부터 발생되는 열을 방열시키는 방열부재를 포함하고,
    상기 셀 커버는 금속재질로 마련되며,
    상기 돌출부는 복수의 돌기들로 형성되고, 상기 지지부재에는 상기 복수의 돌기들이 각각 삽입될 수 있도록 상기 삽입홀이 복수로 마련되며,
    상기 지지부재의 복수의 삽입홀 사이에는 상기 셀 커버에 접촉되어 상기 셀 커버를 지지하는 중간지지부가 형성되고,
    상기 돌출부에는 상기 중간지지부에 걸릴 수 있는 걸림홈이 형성되어 상기 걸림홈이 상기 중간지지부에 걸려 지지되며,
    상기 배터리 셀로부터 발생되는 열의 전달을 위해 상기 돌출부에 접촉되는 서멀 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
    A cell cover surrounding the battery cell and having a protrusion formed therein;
    A support member supporting the cell cover and having an insertion hole into which the protrusion is inserted; And
    A heat dissipation member disposed close to the protrusion of the cell cover and dissipating heat generated from the battery cell;
    The cell cover is provided of a metal material,
    The protrusion is formed of a plurality of protrusions, the support member is provided with a plurality of insertion holes so that each of the plurality of protrusions can be inserted,
    An intermediate support part is formed between the plurality of insertion holes of the support member to contact the cell cover to support the cell cover.
    The protruding portion is formed with a locking groove that can be caught by the intermediate support portion so that the locking groove is caught by the intermediate support portion,
    The battery module further comprises a thermal pad in contact with the protrusion for the transfer of heat generated from the battery cell.
  2. 삭제delete
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버의 돌출부가 상기 지지부재의 삽입홀에 삽입되는 경우, 상기 돌출부와 상기 지지부재는 동일 수평선상 또는 다른 수평선상에 위치하며, 상기 돌출부와 상기 지지부재 모두 상기 서멀 패드에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
    The method of claim 1,
    When the protrusion of the cell cover is inserted into the insertion hole of the support member, the protrusion and the support member are located on the same horizontal line or another horizontal line, and both the protrusion and the support member are in contact with the thermal pad. Battery module.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 서멀 패드에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
    The method of claim 1,
    And the heat dissipation member is in contact with the thermal pad.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 배터리 셀의 냉각을 위해 냉각플레이트로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
    The method of claim 1,
    The support member is a battery module, characterized in that provided with a cooling plate for cooling the battery cell.
  8. 제1항 및 제5항 내지 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.
  9. 제1항 및 제5항 내지 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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