KR102128588B1 - Battery module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각각이 전극 탭을 포함하는 복수개의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 그룹; 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되지 않은 측면 중 일 측면에 대응되게 위치된 냉각 플레이트 및 상기 측면 중 상기 일 측면에 수직한 양 측에 위치된 측면 플레이트를 포함하여 상기 전지 그룹을 수용하는 냉각 하우징; 상기 전지 그룹의 타 측에 위치된 커버 플레이트; 및 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되는 방향 양측 최외측에 위치된 커버부를 포함하는, 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention is a battery group formed by stacking a plurality of battery cells each including an electrode tab; A cooling housing for accommodating the battery group, including a cooling plate positioned to correspond to one side of a side in which the electrode tab is not protruding from the battery group and a side plate positioned on both sides perpendicular to the one side of the side. ; A cover plate located on the other side of the battery group; And a cover portion located on the outermost side of both sides in the direction in which the electrode tab protrudes from the battery group.
Description
본 발명의 실시예들은 배터리 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a battery module and a method of manufacturing the same.
충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다. 이중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되거나, 또는 다수개를 직렬 연결하여 이차 전지 모듈을 형성하고 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.Secondary batteries that can be charged and discharged are being actively researched through the development of high-tech fields such as digital cameras, cell phones, notebooks, and hybrid vehicles. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Among them, a lithium secondary battery is used as a power source for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or higher, or a plurality of series connected to form a secondary battery module and used in a high-power hybrid vehicle, such as a nickel-cadmium battery or nickel. -Compared to the metal hydride battery, the operating voltage is three times higher, and the energy density per unit weight is also excellent.
한편, 종래의 배터리 모듈의 경우, 복수개의 전지 셀을 적층 및 고정하기 위한 별도의 고정부재, 전지 셀들을 냉각시키기 위한 냉각 핀, 냉각 판 등의 별도 냉각부재를 더 필요로 하였는 바, 배터리 모듈의 부피가 상승하였고, 나아가, 모듈 케이스의 각 측면이 각각 별개 구성으로 구비된 후 결합되었는 바, 모듈 제조 과정이 복잡하고 시간 및 비용이 상승하는 문제가 존재하였다.On the other hand, in the case of a conventional battery module, a separate fixing member for stacking and fixing a plurality of battery cells, a cooling fin for cooling the battery cells, and a separate cooling member such as a cooling plate were further required. The volume was increased, and furthermore, since each side of the module case was separately provided and combined, there was a problem in that the module manufacturing process was complicated and time and cost increased.
본 발명의 실시예들은, 공간 활용을 극대화 하여 부피를 최소화하고 에너지 밀도를 최대화 할 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention is to provide a battery module and a method for manufacturing the same, which can maximize space utilization to minimize volume and maximize energy density.
또한, 본 발명의 실시예들은, 강도 및 강성이 보강되어 조립성이 향상된 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a battery module having improved strength and rigidity and improved assembly, and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예들은, 냉각 하우징의 일측이 개방되어 제조 간 고정용/열전달 수지의 도포 및 전지 그룹의 삽입 등이 용이한 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, one side of the cooling housing is open to provide a battery module and a method for manufacturing a battery module that is easy to apply, for example, application of a fixing/heat transfer resin and insertion of a battery group.
또한, 본 발명의 실시예들은, 고정용/열전달 수지의 도포량을 최소화할 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a battery module capable of minimizing the amount of fixing/heat transfer resin applied and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예들은, 전지 그룹 상측의 탄성패드에 의해 전지 그룹과 냉각 하우징의 면착이 극대화된 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a battery module and manufacturing method of the battery group is maximized by the elastic pad on the upper side of the battery group and the cooling housing.
또한, 본 발명의 실시예들은, 고정용/열전달 수지가 전지 그룹 및 냉각 하우징 사이에서 얇게 퍼져 접촉면적이 증대됨으로써 전지 그룹 및 냉각 하우징의 열전달 효율이 극대화된 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, the fixing / heat transfer resin spreads thinly between the battery group and the cooling housing to increase the contact area to provide a battery module that maximizes the heat transfer efficiency of the battery group and the cooling housing and a method for manufacturing the same will be.
또한, 본 발명의 실시예들은, 전지 셀은 실링되지 않는 밀착부를 포함하여 밀착부 및 냉각 플레이트의 밀착을 통해 배터리 모듈의 냉각 효율이 증대된 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, the battery cell is to provide a battery module and the manufacturing method of the battery module is increased cooling efficiency through the close contact of the contact portion and the cooling plate, including a non-sealing contact portion.
또한, 본 발명의 실시예들은, 냉각 플레이트는 전지 셀의 밀착부에 대응되는 형상을 가진 돌기부를 포함함으로써 냉각 플레이트 및 전지 셀의 접촉 면적이 증대된 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, the cooling plate is to provide a battery module having an increased contact area between the cooling plate and the battery cell by including a protrusion having a shape corresponding to the contact portion of the battery cell and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예들은, 전지 셀의 적층 방향 폭에 대한 공차로 인해 전지 셀과 냉각 플레이트 간에 면상 접촉이 이루어지지 않는 등의 문제를 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, to provide a battery module and a method for manufacturing a battery module that can prevent a problem such as no surface contact between the battery cell and the cooling plate due to the tolerance for the width of the stacking direction of the battery cell will be.
또한, 본 발명의 실시예들은, 버스바 조립체의 안착 및 조립이 용이해 질 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention are to provide a battery module and a method of manufacturing the battery bar assembly that can be easily assembled and assembled.
또한, 본 발명의 실시예들은, 중간부에 전지 셀에서 외측으로 돌출되는 연장부가 수용됨으로써 복수개의 전지 셀이 상호 적층된 상태를 유지할 수 있고, 공간 활용도가 증가될 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, a battery module capable of maintaining a state in which a plurality of battery cells are stacked with each other and space utilization can be increased by accommodating an extension portion protruding outward from the battery cell in the middle portion, and a manufacturing method thereof It is intended to provide.
또한, 본 발명의 실시예들은, 수용부를 포함함으로써 중간부에 비해 제조 간 가공 용이성이 증대될 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a battery module and a method of manufacturing the same that can increase the ease of processing between the manufacturing compared to the middle portion by including the receiving portion.
또한, 본 발명의 실시예들은, 냉각 하우징과 전후방 커버부 또는 커버 플레이트의 결합 과정에서 레이저가 진지 셀까지 투과되는 것을 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a battery module and a method for manufacturing the same that can prevent the laser from being transmitted to the serious cell in the process of coupling the cooling housing and the front and rear cover parts or the cover plate.
또한, 본 발명의 실시예들은, 냉각 하우징은 압출 공정을 통해 일체로 형성되는 바, 제조 시간 및 비용을 크게 감소시킬 수 있는 배터리 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention, the cooling housing is formed integrally through an extrusion process, to provide a battery module and a method of manufacturing the same, which can greatly reduce manufacturing time and cost.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각이 전극 탭을 포함하는 복수개의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 그룹; 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되지 않은 측면 중 일 측면에 대응되게 위치된 냉각 플레이트 및 상기 측면 중 상기 일 측면에 수직한 양 측에 위치된 측면 플레이트를 포함하여 상기 전지 그룹을 수용하는 냉각 하우징; 상기 전지 그룹의 타 측에 위치된 커버 플레이트; 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되는 방향 양측 최외측에 위치된 전방 커버부; 및 후방 커버부;를 포함하는, 배터리 모듈을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a battery group formed by stacking a plurality of battery cells each including an electrode tab; A cooling housing for accommodating the battery group, including a cooling plate positioned to correspond to one side of a side in which the electrode tab is not protruding from the battery group and a side plate positioned on both sides perpendicular to the one side of the side. ; A cover plate located on the other side of the battery group; A front cover portion positioned on both outermost sides of the battery group in a direction in which the electrode tabs protrude; And a rear cover portion.
상기 배터리 모듈은 열전달부재를 더 포함하고, 상기 열전달부재는 상기 냉각 플레이트 및 상기 전지 그룹 사이에 얇은 막 형태로 위치될 수 있다.The battery module further includes a heat transfer member, and the heat transfer member may be positioned in a thin film form between the cooling plate and the cell group.
상기 열전달부재는 상기 냉각 플레이트 및 상기 복수 개의 전지 셀 사이의 빈 공간에 충진될 수 있다.The heat transfer member may be filled in an empty space between the cooling plate and the plurality of battery cells.
상기 냉각 하우징은 일체로 형성될 수 있다.The cooling housing may be integrally formed.
상기 전지 셀은 외곽에 외장재에 의해 형성되는 실링부 및 밀착부를 포함하고, 상기 실링부는 상기 전지 셀의 네 측의 둘레 중 세 측에 형성되고, 상기 전지 셀의 나머지 일 측에는 상기 밀착부가 형성되며, 냉각 플레이트는 상기 열전달부재를 통해 적층된 상기 복수개의 전지 셀의 상기 밀착부와 밀착될 수 있다.The battery cell includes a sealing portion and a contact portion formed by an exterior material on an outer side, the sealing portion is formed on three sides of the circumference of the four sides of the battery cell, and the contact portion is formed on the other side of the battery cell, The cooling plate may be in close contact with the contact portion of the plurality of battery cells stacked through the heat transfer member.
상기 냉각 플레이트에는 복수의 돌기부가 형성되고, 각각의 상기 돌기부는 인접하는 전지 셀의 밀착부 간에 걸치도록 배치될 수 있다.A plurality of protrusions are formed on the cooling plate, and each of the protrusions may be arranged to span between close contact portions of adjacent battery cells.
상기 각각의 돌기부는 상기 밀착부의 일부 형상에 대응하는 곡면을 가질 수 있다.Each of the protrusions may have a curved surface corresponding to some shape of the contact portion.
상기 실링부 중 상기 밀착부에 인접하는 부분에는 상기 밀착부에 대하여 수직 방향으로 돌출되는 연장부가 형성될 수 있다.An extension portion protruding in the vertical direction with respect to the contact portion may be formed at a portion of the sealing portion adjacent to the contact portion.
상기 냉각 플레이트상에는 상기 연장부를 수용 가능한 복수의 중간부가 형성될 수 있다.A plurality of intermediate portions accommodating the extension portions may be formed on the cooling plate.
상기 복수의 중간부는 상기 냉각 플레이트상에서 상기 연장부에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The plurality of intermediate portions may be formed on the cooling plate at positions corresponding to the extension portions.
상기 냉각 플레이트상에는 각각이 상기 적층된 복수개의 전지 셀 중 상호 인접한 적어도 하나의 전지 셀의 상기 연장부를 수용 가능한 복수의 수용부가 형성될 수 있다. A plurality of accommodating portions capable of accommodating the extensions of at least one battery cell adjacent to each other among the stacked plurality of battery cells may be formed on the cooling plate.
상기 전극 탭은 상기 전지 그룹의 양측에서 돌출되고, 상기 배터리 모듈은, 상기 복수개의 전지 셀을 상호 전기적으로 연결하기 위해 상기 양측의 전극 탭에 각각 연결된 버스바 조립체 및 상기 전지 그룹의 타 측에 위치된 센싱 모듈 조립체를 포함할 수 있다.The electrode tabs protrude from both sides of the battery group, and the battery module is located on the other side of the battery group and the busbar assembly respectively connected to the electrode tabs on both sides to electrically connect the plurality of battery cells to each other. Sensing module assembly.
상기 배터리 모듈은, 상기 양측의 버스바 조립체 중 어느 하나의 측부에 위치되어 상기 복수개 전지 셀의 전압을 센싱하는 센싱 기판부를 더 포함하고, 상기 센싱 모듈 조립체는 상기 양측의 버스바 조립체 중 나머지 하나 및 상기 센싱 기판부를 전기적으로 연결할 수 있다.The battery module, further comprising a sensing substrate portion located on either side of the bus bar assembly on both sides to sense the voltage of the plurality of battery cells, the sensing module assembly is the other one of the bus bar assembly and The sensing substrate portion may be electrically connected.
상기 센싱 모듈 조립체는, 상기 전지 그룹을 상기 냉각 플레이트 측으로 가압하는 탄성패드를 더 포함할 수 있다.The sensing module assembly may further include an elastic pad that presses the battery group toward the cooling plate.
상기 전지 그룹은, 상기 복수개의 전지 셀 중 적어도 두 개의 전지 셀 묶음 마다 개재된 탄성부재를 포함할 수 있다.The battery group may include an elastic member interposed in at least two battery cell bundles among the plurality of battery cells.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각이 전극 탭을 포함하는 복수개의 전지 셀이 적층되고, 적층된 상기 복수개의 전지 셀이 상기 복수개의 전지 셀에서 상기 전극 탭이 돌출되지 않은 측면 중 일 측면에 대응되게 위치된 냉각 플레이트를 포함하는 냉각 하우징에 안착되고, 상기 복수개의 전지 셀에서 전극 탭이 돌출되는 양측 최외측에 상기 전방 커버부 및 상기 후방 커버부가 배치되고, 상기 복수개의 전지 셀의 타 측에 커버 플레이트가 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a plurality of battery cells, each of which includes an electrode tab are stacked, and the stacked plurality of battery cells are on one side of the side where the electrode tabs do not protrude from the plurality of battery cells. The front cover portion and the rear cover portion are disposed on the outermost sides of both sides of which the electrode tabs protrude from the plurality of battery cells, and are seated in a cooling housing including a correspondingly positioned cooling plate, and the other side of the plurality of battery cells. In the cover plate may be disposed.
상기 복수개의 전지 셀은 상기 냉각 플레이트상에 열전달부재가 도포된 후 안착될 수 있다.The plurality of battery cells may be seated after a heat transfer member is applied on the cooling plate.
상기 열전달부재는 상기 냉각 플레이트에 상기 복수개의 전지 셀이 안착됨에 따라 얇게 펴질 수 있다.The heat transfer member may be thinly spread as the plurality of battery cells are seated on the cooling plate.
상기 복수개의 전지 셀이 안착되고, 상기 복수개의 전지 셀 상호 간의 전기적 연결을 위한 버스바 조립체가 상기 전극 탭에 연결될 수 있다.The plurality of battery cells are seated, and a bus bar assembly for electrical connection between the plurality of battery cells may be connected to the electrode tab.
상기 버스바 조립체는 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되는 양측에 연결되고, 상기 버스바 조립체가 연결된 후, 상기 복수개 전지 셀의 전압을 센싱하는 센싱 기판부가 상기 양측의 버스바 조립체 중 어느 하나의 측부에 연결될 수 있다.The bus bar assembly is connected to both sides of which the electrode tabs protrude from the battery group, and after the bus bar assembly is connected, a sensing substrate unit configured to sense voltages of the plurality of battery cells is one of the bus bar assemblies on both sides. It can be connected to the side.
상기 센싱 기판부가 연결된 후, 상기 양측의 버스바 조립체 중 나머지 하나 및 상기 센싱 기판부를 전기적으로 연결하는 센싱 모듈 조립체가 상기 복수개의 전지 셀 타 측에 안착될 수 있다.After the sensing substrate portion is connected, the remaining one of the bus bar assemblies on both sides and a sensing module assembly electrically connecting the sensing substrate portion may be mounted on the other side of the plurality of battery cells.
상기 센싱 모듈 조립체가 안착된 후, 상기 전방 커버부, 후방 커버부 및 상기 커버 플레이트가 배치되고, 상기 커버부 및 상기 커버 플레이트는 상기 냉각 하우징과 결합될 수 있다.After the sensing module assembly is seated, the front cover portion, the rear cover portion and the cover plate are disposed, and the cover portion and the cover plate may be combined with the cooling housing.
본 발명의 실시예들에 의하면, 공간 활용을 극대화 하여 부피를 최소화하고 에너지 밀도를 최대화 할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to maximize space utilization to minimize volume and maximize energy density.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 강도 및 강성이 보강되어 조립성이 향상될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, strength and stiffness can be reinforced to improve assembly.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 냉각 하우징의 일측이 개방되어 제조 간 고정용/열전달 수지의 도포 및 전지 그룹의 삽입 등이 용이하다.In addition, according to embodiments of the present invention, one side of the cooling housing is opened to facilitate fixing/coating heat transfer resin and inserting a battery group.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고정용/열전달 수지의 도포량을 최소화할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, it is possible to minimize the application amount of the fixing / heat transfer resin.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전지 그룹 상측의 탄성패드에 의해 전지 그룹과 냉각 하우징의 면착이 극대화될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, the adhesion between the battery group and the cooling housing may be maximized by an elastic pad on the battery group upper side.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고정용/열전달 수지가 전지 그룹 및 냉각 하우징 사이에서 얇게 퍼져 접촉면적이 증대됨으로써 전지 그룹 및 냉각 하우징의 열전달 효율이 극대화될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, the heat transfer efficiency of the battery group and the cooling housing can be maximized by increasing the contact area by spreading the fixing/heat transfer resin thinly between the battery group and the cooling housing.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전지 셀은 실링되지 않는 밀착부를 포함하는 바, 밀착부 및 냉각 플레이트의 밀착을 통해 배터리 모듈의 냉각 효율이 증대될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, the battery cell includes a non-sealing contact portion, and thus the cooling efficiency of the battery module may be increased through the contact portion and the contact of the cooling plate.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 냉각 플레이트는 전지 셀의 밀착부에 대응되는 형상을 가진 돌기부를 포함함으로써 냉각 플레이트 및 전지 셀의 접촉 면적이 증대되고, 배터리 모듈의 냉각 효율이 증대될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, the cooling plate includes a protrusion having a shape corresponding to a close contact portion of the battery cell, thereby increasing the contact area between the cooling plate and the battery cell and increasing the cooling efficiency of the battery module. have.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전지 셀의 적층 방향 폭에 대한 공차로 인해 전지 셀과 냉각 플레이트 간에 면상 접촉이 이루어지지 않는 등의 문제를 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, it is possible to prevent a problem such as no surface contact between the battery cell and the cooling plate due to a tolerance for the width of the stacking direction of the battery cell.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 버스바 조립체의 안착 및 조립이 용이해 질 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, seating and assembly of the busbar assembly may be facilitated.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 중간부에 전지 셀에서 외측으로 돌출되는 연장부가 수용됨으로써 복수개의 전지 셀이 상호 적층된 상태를 유지할 수 있고, 공간 활용도가 증가될 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, an extended portion protruding outwardly from the battery cell is accommodated in the middle portion so that a plurality of battery cells can be stacked with each other and space utilization can be increased.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 수용부를 포함함으로써 중간부에 비해 제조 간 가공 용이성이 증대될 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, the ease of processing between manufactures may be increased as compared to the middle portion by including the receiving portion.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 냉각 하우징과 전후방 커버부 또는 커버 플레이트의 결합 과정에서 레이저가 진지 셀까지 투과되는 것을 방지할 수 있다.Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to prevent the laser from being transmitted to the serious cell in the process of coupling the cooling housing and the front and rear cover parts or the cover plate.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 냉각 하우징은 압출 공정을 통해 일체로 형성되는 바, 제조 시간 및 비용을 크게 감소시킬 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, since the cooling housing is integrally formed through an extrusion process, manufacturing time and cost can be greatly reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각 하우징에 전지 그룹이 안착된 모습을 전방에서 나타낸 도면
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 내부 단면 및 전지 그룹이 안착된 모습의 부분 확대도를 나타낸 도면
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 돌기부가 형성된 냉각 플레이트의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6b는 돌기부가 형성되지 않은 냉각 하우징의 형상을 나타낸 도면
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈 조립체의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈 조립체를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 내부 단면 및 상부의 부분 확대도를 나타낸 도면
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 센싱 기판부, 센싱 모듈 조립체 및 버스바 조립체 간 연결 관계, A부분 및 B부분의 확대도를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 하우징과 커버 플레이트 간의 결합 구조 및 냉각 하우징과 전방 커버부 간의 결합 구조를 C부분 및 D부분의 단면을 통해 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 하우징에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면
도 12는 도 11에 도시된 냉각 하우징의 제1 영역에 전지 그룹이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 하우징에 대한 제3 실시예를 나타낸 도면
도 14는 도 13에 도시된 냉각 하우징의 제1 영역에 전지 그룹이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 냉각 하우징에 대한 제4 실시예를 나타낸 도면
도 16은 도 15에 도시된 냉각 하우징의 제1 영역에 전지 그룹이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면
도 17a 내지 17c는 본 발명의 다른 실시예에 따라 냉각 하우징에 전지 그룹이 안착되는 모습을 나타낸 도면
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스바 조립체가 연결된 전지 그룹 상측에 센싱 모듈 조립체가 체결되는 모습을 나타낸 도면
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스바 조립체 및 냉각 하우징이 체결되는 모습을 나타낸 하측 사시도 및 전방 평면도를 나타낸 도면
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스바 조립체에 센싱 기판부가 체결되는 모습을 나타낸 도면1 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention
2 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention
3 is a schematic diagram of a battery cell according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a view showing a battery group seated in the cooling housing from the front according to an embodiment of the present invention
5 is a view showing a partially enlarged view of an internal cross-section of a battery module and a battery group seated according to an embodiment of the present invention
6A is a view showing a shape of a cooling plate in which a protrusion is formed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a view showing a shape of a cooling housing in which no protrusion is formed
7A is an exploded perspective view of a sensing module assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a view showing a sensing module assembly according to an embodiment of the present invention
8 is a view showing a partial enlarged view of an inner cross section and an upper portion of a battery module according to an embodiment of the present invention
9 is a view showing an enlarged view of the connection between the sensing substrate portion, the sensing module assembly and the busbar assembly of the battery module, part A and part B of the battery module according to an embodiment of the present invention
10 is a view showing the coupling structure between the cooling housing and the cover plate according to an embodiment of the present invention and the coupling structure between the cooling housing and the front cover through cross-sections C and D
11 is a view showing a second embodiment of the cooling housing of the battery module according to an embodiment of the present invention
FIG. 12 is a partial cross-sectional view when the battery group is seated in the first region of the cooling housing illustrated in FIG. 11.
13 is a view showing a third embodiment of the cooling housing of the battery module according to an embodiment of the present invention
FIG. 14 is a partial cross-sectional view when the battery group is seated in the first region of the cooling housing illustrated in FIG. 13.
15 is a view showing a fourth embodiment of the cooling housing of the battery module according to an embodiment of the present invention
FIG. 16 is a partial cross-sectional view when the battery group is seated in the first region of the cooling housing illustrated in FIG. 15.
17A to 17C are views showing a state in which a battery group is seated in a cooling housing according to another embodiment of the present invention.
18 is a view showing a state in which the sensing module assembly is fastened to the upper side of the battery group connected to the bus bar assembly according to another embodiment of the present invention
19 is a view showing a lower perspective view and a front plan view showing a state in which the bus bar assembly and the cooling housing are fastened according to another embodiment of the present invention.
20 is a view showing a state in which the sensing substrate is fastened to the bus bar assembly according to another embodiment of the present invention
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are merely means for effectively describing the technical spirit of the present invention to a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)을 나타낸 도면이다.1 is an exploded perspective view of a
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은, 복수개의 전지 셀(11)이 적층되어 형성된 전지 그룹(10), 전지 그룹(10)을 수용함과 동시에 열전도성 높은 재질로 형성되어 전지 그룹(10)을 냉각할 수 있는 냉각 하우징(20), 전지 그룹(10) 상측에 위치되어 전지 그룹(10)의 길이 방향 양측(배터리 모듈(1) 전후방)에 위치한 버스바 조립체(60a, 60b) 및 일측(배터리 모듈(1) 전방 또는 후방)에 위치한 센싱 기판부(70)를 상호 연결하는 센싱 모듈 조립체(50), 센싱 모듈 조립체(50) 상측에 배치된 커버 플레이트(40), 전지 그룹(10)의 전후방(전지 그룹(10)에서 전극 탭(12)이 돌출되는 방향 양측)에 위치되고 복수개의 전극 탭(12)에 연결되어 복수개의 전지 셀(11)을 상호 전기적으로 연결하는 버스바 조립체(60a, 60b), 버스바 조립체(60a, 60b) 중 어느 하나의 버스바 조립체(60a) 외측에 연결되어 복수개 전지 셀(11)의 전압을 센싱할 수 있는 센싱 기판부(70) 및 전지 그룹(10)의 전후방 최외측에 배치되어 냉각 하우징(20) 및 커버 플레이트(40)와 결합됨에 따라 내부의 전지 그룹(10)을 보호 및 고정하는 전후방 커버부(30a, 30b)를 포함할 수 있다.1 and 2, the battery module 1 according to an embodiment of the present invention accommodates the battery group 10 and the battery group 10 formed by stacking a plurality of battery cells 11 at the same time Cooling housing 20 formed of a material having high thermal conductivity and capable of cooling the battery group 10, located at the upper side of the battery group 10, on both sides in the longitudinal direction of the battery group 10 (front and rear of the battery module 1) Located on the upper side of the sensing module assembly 50 and the sensing module assembly 50 interconnecting the located bus bar assemblies 60a, 60b and the sensing substrate portion 70 located on one side (front or rear of the battery module 1) A plurality of battery cells 11 located in the front and rear of the cover plate 40 and the battery group 10 (both sides in which the electrode tabs 12 protrude in the battery group 10) and connected to the plurality of electrode tabs 12 ) Is connected to the outside of any one of the bus bar assembly (60a, 60b), the bus bar assembly (60a, 60b) that electrically connects each other to sense the voltage of the plurality of battery cells (11) The front and rear cover portions that are disposed on the outermost front and rear sides of the sensing substrate portion 70 and the battery group 10 and are combined with the cooling housing 20 and the cover plate 40 to protect and fix the battery group 10 inside. (30a, 30b).
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은 냉각 하우징(20), 전후방 커버부(30a, 30b) 및 커버 플레이트(40)에 의해 전지 그룹(10)의 외측 6면이 모두 밀봉되는 바, 외부 충격 또는 이물질로부터 보호될 수 있고, 강도 및 강성이 보강되어 조립성이 향상될 수 있다.As described above, the
한편, 냉각 하우징(20)은 전지 그룹(10)에서 전극 탭(12)이 인출되지 않은 면 중 세 면을 감쌀 수 있도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 냉각 하우징(20)은 전지 그룹(10)의 하측(즉, 전지 그룹(10)에서 복수개의 전지 셀(11)이 적층되는 방향과 수직으로 마련되는 양 측 중 일측)을 감싸는 냉각 플레이트(20a) 및 양 측(즉, 복수개의 전지 셀(11)이 적층된 전지 그룹(10)에서 양 끝에 위치하는 각 전지 셀(11)의 외측)을 감싸는 측면 플레이트(20b)를 포함할 수 있다.On the other hand, the cooling
더 구체적으로, 상술한 냉각 플레이트(20a)는 전지 그룹(10)의 전지 셀(11)이 적층되는 방향에 수직한 평면의 둘레면에서 전극 탭(12)이 위치된 측을 제외한 나머지 측부 중 일측(바람직하게는 도면상 하측)에 위치될 수 있고, 상술한 한 쌍의 측면 플레이트(20b)는 전지 그룹(10)의 전지 셀(11)이 적층되는 방향 양 측에 위치될 수 있다.More specifically, the above-described
이하에서는, 상술한 냉각 하우징(20)이 전지 그룹(10)의 하측 및 양측을 감싸는 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않으며, 냉각 하우징(20)은 전지 그룹(10)의 상측 및 양 측을 감쌀 수도 있다. 위와 같이, 냉각 하우징(20)은 전지 그룹(10)의 세 측면을 감싸는 구조로 형성되어, 전지 그룹(10)을 지지 및 보호할 수 있다.Hereinafter, the above-described
또한, 냉각 하우징(20)은 열전도성이 높은 재질로 형성됨으로써 종래의 냉각부재와 같은 역할을 수행할 수 있다. 위와 같이, 전지 그룹(10)의 세 면을 감싸는 냉각 하우징(20)을 통해 전지 그룹(10)의 냉각이 이루어질 수 있고, 나아가, 냉각부재 또는 냉각 핀 등의 추가 부재를 필요로 하지 않는 바, 배터리 모듈(1)의 부피를 최소화하여 배터리 모듈(1)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, the cooling
한편, 상술한 측면 플레이트(20b)는 냉각 플레이트(20a)의 양단에서 전지 그룹(10) 측으로 연장 형성될 수 있고, 측면 플레이트(20b) 및 냉각 플레이트(20a)는 압출 공정 등을 통해 일체로 형성될 수 있다. 즉, 냉각 하우징(20)은 일체의 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다.On the other hand, the above-described
또한, 측면 플레이트(20b) 및 냉각 플레이트(20a)는 동일한 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게는 알루미늄(AL) 재질로 형성될 수 있다. 다만, 동일한 재질로 형성됨에 한정되는 것은 아니고, 상호 상이한 재질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 냉각 플레이트(20a)는 열전도성이 높은 재질로 형성되어 전지 그룹(10)에서 발생되는 열을 방열하는 반면, 측면 플레이트(20b)는 단열 소재를 포함하여 복수개의 전지 셀(11) 간 온도편차를 최소화 할 수 있다.In addition, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(11)의 개략도이다3 is a schematic diagram of a
도 3을 참조하면, 전지 셀(11)은 전극 탭(12a, 12b)이 인출된 전극 조립체(미도시 됨)를 수용하는 외장재(15)를 포함하고, 외장재(15)는 전극 조립체의 측면 중 적어도 일측면에는 전극 조립체에 밀착되는 밀착부(153) 및 밀착부(153) 이외의 부분에 외장재(15)가 접합되어 형성하는 실링부(151)를 포함하고, 실링부(151)는 그 중 밀착부(153)에 인접하는 부분에 밀착부(153)에 대하여 수직방향으로 기 결정된 길이(L1)로 돌출되는 연장부(152)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
구체적으로, 실링부(151)는 전극 조립체의 외곽을 따라 외장재(15)가 접합되어 형성될 수 있다. 실링부(151)는 외장재(15)가 접합되어 형성되는 것으로, 전극 조립체의 두께 방향 측면 둘레의 4면을 따라 형성될 수 있다. 이 때, 전극 조립체의 양단에는 전극 탭(12a, 12b)이 실링부(151)의 외측으로 인출될 수 있다.Specifically, the sealing
여기서, 실링부(151)가 형성되는 길이만큼, 배터리 모듈(1)의 부피가 증가될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(11)에서는 전극 조립체의 두께 방향 측면 둘레의 4면을 따라 실링부(151)가 형성되지 않고, 적어도 하나의 면에서는 외장재(15)가 전극 조립체에 밀착되도록 형성되어, 배터리 모듈(1)의 부피가 감소될 수 있다.Here, as long as the sealing
외장재(15)는 전극 조립체의 측면 중 적어도 일측면에 밀착될 수 있다. 여기서, 외장재(15)가 전극 조립체에 밀착되는 부분을 밀착부(153)라고 설명하도록 한다. 밀착부(153)는 전극 조립체에 밀착하여 형성될 수 있다.The
한편, 상술한 밀착부(153)는 전극 조립체에 외장재(15)가 완벽히 밀착되는 것에 한정되는 것은 아니고, 전지 셀(11)에서 전극 탭(12a, 12b)이 돌출되지 않은 면 중 외장재(15)가 접합되어 형성된 실링부(151)를 제외한 측면을 의미할 수 있다. 이 때, 밀착부(153) 및 전극 조립체 사이에는 외장재(15) 내부에 수용된 전해액 등이 존재할 수 있다.On the other hand, the above-mentioned
그리고, 실링부(151)는 전극 탭(12a, 12b)에 인접하게 돌출되는 적어도 하나의 연장부(152)를 포함할 수 있다. 여기서, 연장부(152)는 밀착부(153)에 인접하는 부분에 밀착부(153)에 대하여 수직방향으로 기 결정된 길이(L1)로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 연장부(152)의 돌출되는 길이만큼 연장부(152)와 밀착부(153)의 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 여기서, 연장부(152)의 길이(L)는 수 mm 일 수 있다. 2개의 연장부(152)는 같은 방향으로 돌출될 수 있으며, 전극 탭(12)이 돌출된 방향의 수직인 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 연장부(152)는 전극 조립체(11)의 전극 탭(12a, 12b)이 형성되지 않는 일 측면(밀착부(153))에서 돌출될 수 있다.In addition, the sealing
나아가, 전지 셀(11)의 한면에 밀착부(153)가 형성됨으로써, 전지 셀(11)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 밀착부(153)는 전지 셀(11)을 냉각시킬 수 있는 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지 셀(11)은 밀착부(153)가 아래로 위치하도록 나란하게 적층되고, 복수의 전지 셀(11)의 밀착부(153)와 접하도록 전지 그룹(10)의 하측에 전지 그룹(10)을 냉각시킬 수 있는 냉각 플레이트(20a)가 배치될 수 있다.Further, by forming the
또한, 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)가 밀착부(153)에 밀착되는데, 밀착부(153)의 양단에 연장부(152)가 밀착부(153)에서 수직 방향으로 연장되어 있기 때문에, 연장부(152)는 냉각 하우징(20)에 대해서 전지 그룹(10)의 배치를 유지하는 역할을 할 수 있다.In addition, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각 하우징(20)에 전지 그룹(10)이 안착된 모습을 전방에서 나타낸 도면이고. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 내부 단면 및 전지 그룹(10)이 안착된 모습의 부분 확대도를 나타낸 도면이고, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 돌기부(22)가 형성된 냉각 플레이트(20a)의 형상을 나타낸 도면이며, 도 6b는 돌기부(22)가 형성되지 않은 냉각 하우징(20') 하부의 형상을 나타낸 도면이다. 4 is a view showing the
도 4 내지 6을 참조하면, 복수개의 전지 셀(11)이 나란하게 적층되고, 적층된 복수개의 전지 셀(11)은 냉각 플레이트(20a) 상에 위치되어 복수개의 전지 셀(11)이 냉각 하우징(20)에 의해 냉각될 수 있다.4 to 6, a plurality of
한편, 냉각 플레이트(20a)에는 복수개의 전지 셀(11)의 밀착부(153)의 형상에 따라 굴곡이 형성될 수 있다.Meanwhile, bending may be formed on the
구체적으로, 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)에는 전지 셀(11)의 밀착부(153)와 가장 넓은 면에서 접촉할 수 있도록 밀착부(153)의 일부 형상에 대응하는 곡면을 가지는 복수개의 돌기부(22)가 형성될 수 있다. 이 때, 상술한 복수개의 돌기부(22) 각각은 상호 인접 배치된 두 개의 전지 셀(11)에 형성된 밀착부(153) 사이에 배치될 수 있고, 두 개의 밀착부(153)의 일부 굴곡진 형상에 대응되도록 형성되어 밀착부(153)의 냉각 플레이트(20a) 접촉 면적을 극대화 할 수 있다.Specifically, the
또한, 냉각 플레이트(20a)에는 전지 셀(11)의 연장부(152)를 수용할 수 있도록 만입되어 형성된 복수의 중간부(25)가 형성될 수 있다. 중간부(25)는 냉각 플레이트(20a)에 기 결정된 간격마다 형성되는 빈 공간일 수 있다. 중간부(25)는 전지 셀(11)의 배열 방향과 나란한 방향으로 냉각 플레이트(20a)에 형성될 수 있다. 중간부(25)는 전지 셀(11)에서 외측으로 돌출되는 연장부(152)를 수용하여 전지 셀(11)이 나란하게 적층된 상태를 유지할 수 있다(냉각 하우징(20)에 대한 제1 실시예).In addition, a plurality of
또한, 전지 그룹(10)은 복수개의 전지 셀(11)이 적층되어 형성될 수 있고, 복수개의 전지 셀(11) 중 기 결정된 개수의 전지 셀(11) 묶음 마다 배치된 탄성부재(13)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 탄성부재(13)는 스웰링(swelling)에 의해 전지 셀(11)이 부푸는 것을 완충할 수 있고, 외부 충격 및 진동이 전지 셀(11)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 탄성부재(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전지 셀(11) 2개 묶음 및 전지 셀(11) 4개 묶음 사이에 배치되는 등 특정 개수의 전지 셀(11) 묶음 마다 배치되는 것에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
나아가, 전지 그룹(10)과 냉각 플레이트(20a) 사이에는 전지 그룹(10)과 냉각 플레이트(20a) 간의 접촉 정도를 높이기 위해서 갭 필러(gap filler) 또는 열전도성 접착제 등의 열전달부재(21)가 도포될 수 있다. 구체적으로, 전지 그룹(10)과 냉각 플레이트(20a) 사이에는 열전도성을 가진 열전도성 접착제 등의 열전달부재(21)가 얇게 펴진 상태로 도포될 수 있고, 전지 그룹(10)과 냉각 플레이트(20a)의 접촉면을 극대화하여 전지 그룹(10) 및 냉각 플레이트(20a) 사이의 공백을 최소화 하는 바, 냉각 하우징(20)의 전지 그룹(10) 냉각에 있어 열전달 효율을 증대시킬 수 있다.Furthermore, between the
한편, 열전달부재(21)는 'ㄷ'자 형상의 냉각 하우징(20) 구조에 따라 냉각 플레이트(20a)에 열전달부재(21)가 도포된 후 전지 그룹(10)이 안착되는 바, 최소량의 열전달부재(21) 도포 후 열전달부재(21)가 얇게 펴질 수 있다, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.On the other hand, the
한편, 하기의 표 1은 도 6a 및 6b 각각에 도시된 바와 같이, 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)에 돌기부(22)가 형성된 경우(좌측)와 냉각 하우징(20')에 돌기부(22)가 형성되지 않은 경우(우측)의 배터리 모듈에서 전지 셀 내 최고 온도(℃), 전지 셀 내 최저 온도(℃), 최고 온도(℃)와 최저 온도(℃) 간의 차이 및 최고 열저항(K/W) 등 온도 관련 실험(Simulation) 결과에 관한 것이다.On the other hand, Table 1 below, as shown in each of Figures 6a and 6b, when the
이 때, 상술한 실험(Simulation)은, 배터리 모듈(1) 외부의 히트 싱크(heat sink) 등에 유입되는 냉각수의 1LPM 초기 유량, 15℃의 초기 온도 조건 및 80A의 전지 셀(11) 전류 조건 하에서 수행될 수 있다.At this time, the above-described experiment (Simulation), the initial flow rate of 1LPM of the coolant flowing into the heat sink (heat sink) outside the
이와 같이, 냉각 하우징(20)에 돌기부(22)가 형성된 배터리 모듈(1)의 경우에는 냉각 효율이 높기 때문에 배터리 모듈(1)에서의 온도가 돌기부(22)가 없는 경우에 비하여 낮으며, 열저항이 낮을 수 있다.As described above, in the case of the
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈 조립체(50)의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈 조립체(50)를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 내부 단면 및 상부의 부분 확대도를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 센싱 기판부(70), 센싱 모듈 조립체(50) 및 버스바 조립체(60a, 60b) 간 연결 관계, A부분 및 B부분의 확대도를 나타낸 도면이다.7A is an exploded perspective view of the
도 7 내지 9를 참조하면, 상술한 센싱 모듈 조립체(50)는 플레이트 형상의 센싱 모듈부재(51) 및 센싱 모듈부재(51)에 대응되는 크기로 형성된 탄성패드(52)를 포함할 수 있다. 이 때, 탄성패드(52)는 압축 반력을 가지는 바, 전지 그룹(10) 상측에서 전지 그룹(10)을 가압하여 전지 그룹(10)을 하부로 더 밀착시킬 수 있고, 전지 그룹(10) 및 냉각 플레이트(20a)의 면착이 극대화되는 바, 냉각 하우징(20)의 전지 그룹(10) 냉각에 있어 열전달 효율이 증대될 수 있다.Referring to FIGS. 7 to 9, the above-described
또한, 센싱 모듈부재(51)는 일측에서 센싱 기판부(70)가 배치되지 않은 측(도면상 배터리 모듈(1)의 후방)의 버스바 조립체(60b)와 연결되고, 타측에서 센싱 기판부(70)와 연결되는 적어도 하나의 전압 센싱 연결부재(511)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전압 센싱 연결부재(511)는 도면상 후방 버스바 조립체(60b)와 연결되는 제1 연결부재(511a), 전지 그룹(10) 전방의 센싱 기판부(70)와 연결되는 제2 연결부재(511b) 및 제1 연결부재(511a) 및 제2 연결부재(511b)를 매개하는 연결 와이어(511c)로 형성될 수 있다. In addition, the
또한, 센싱 기판부(70)의 적어도 일부는 전방 버스바 조립체(60a)의 적어도 일부와 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 연결부재(511a)를 통해 후방 버스바 조립체(60b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 후방 버스바 조립체(60b)의 전압 신호는 전압 센싱 연결부재(511)를 통해 센싱 기판부(70)에 송신될 수 있고(section B), 전방 버스바 조립체(60a)와 연결된 센싱 기판부(70)는 전지 그룹(10)의 전압 상태를 측정 및 확인할 수 있다(section A). Further, at least a portion of the
한편, 도 9에 도시된 센싱 기판부(70)는 예를 들어 PCB회로 등으로 형성 될 수 있고, 센싱 기판부(70)의 형상 및 버스바 조립체(60a)와의 연결 위치는 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않고, 회로 설계 및 버스바 조립체(60a)의 형상 등에 따라 변경될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.Meanwhile, the
한편, 전압 센싱 연결부재(511)는 센싱 모듈부재(51) 및 탄성패드(52) 사이에 위치됨으로써 고정될 수 있고, 센싱 모듈부재(51) 및 탄성패드(52)는 절연재질로 형성됨으로써 연결 와이어(511c) 및 전지 그룹(10) 간 통전 가능성을 차단할 수 있다.On the other hand, the voltage
한편, 센싱 모듈부재(51)의 제1 연결부재(511a), 제2 연결부재(511b) 및 연결 와이어(511c)는 후방 버스바 조립체(60b)의 전압 센싱 신호를 센싱 기판부(70)에 전달하기 위한 예시적인 것일 뿐 이에 한정되지 않고, 연성 인쇄 회로(flexible print circuit)를 통해 후방의 버스바 조립체(60b)의 전압 신호를 전방의 센싱 기판부(70)에 전송하는 등 전지 그룹(10) 일측의 전압 신호를 타측의 센싱 기판부(70)에 전송할 수 있는 방식이면 충분하다.Meanwhile, the first connecting
나아가, 본 명세서에서는 센싱 모듈 조립체(50) 및 커버 플레이트(40)가 별개의 구성으로 서술되었으나, 이에 한정되지 않고, 센싱 모듈 조립체(50) 및 커버 플레이트(40)는 하나의 구성으로 구비되어 상술한 센싱 기판부(70)와 버스바 조립체(60b)의 연결 기능 및 배터리 모듈(1) 보호 기능을 모두 수행할 수도 있다.Further, in the present specification, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 하우징(20)과 커버 플레이트(40) 간의 결합 구조 및 냉각 하우징(20)과 전방 커버부(30a) 간의 결합 구조를 C부분 및 D부분의 단면을 통해 나타낸 도면이다.10 is a cross-sectional view of C and D portions of the coupling structure between the cooling
도 10을 참조하면, 냉각 하우징(20)에서 전후방 커버부(30a, 30b) 및 커버 플레이트(40)와 결합되는 측면 플레이트(20b)에는 단턱부(23)가 형성될 수 있고, 전후방 커버부(30a, 30b) 각각 및 커버 플레이트(40)의 끝단에는 직각으로 연장된 수직부(31, 41)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 냉각 하우징(20)의 측면 플레이트(20b)는 전후방 커버부(30a, 30b)와 결합되는 모서리 및 커버 플레이트(40)와 결합되는 모서리가 단차지게 형성된 단턱부(23)를 포함할 수 있고, 전후방 커버부(30a, 30b) 각각 및 커버 플레이트(40)는 냉각 하우징(20)과 결합되는 끝단에서 단턱부(23)에 대응될 수 있도록 직각으로 연장 형성된 수직부(31, 41)를 포함할 수 있다.10, in the cooling
이 때, 수직부(31, 41)는 단턱부(23)의 외측에 접촉되어 위치될 수 있고, 냉각 하우징(20)(특히, 측면 플레이트(20b))과 전후방 커버부(30a, 30b) 각각 및 냉각 하우징(20)(특히, 측면 플레이트(20b))과 커버 플레이트(40)는 용접 등에 의해 상호 접합됨으로써 결합될 수 있다. 위와 같이, 수직부(31, 41)는 단턱부(23) 외측에 위치될 수 있는 바, 배터리 모듈(1) 사용에 따라 전지 셀(11)이 팽창하는 경우에도, 복수개의 전지 셀(11)이 적층되는 방향의 인장력에 의한 배터리 모듈(1)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 단턱부(23)는 수직부(31, 41) 내측에 위치되고 수직부(31, 41)와 상술한 인장력이 작용하는 방향의 수직한 방향으로 밀착되는 바, 전지 셀(11) 팽창의 경우에도 단턱부(23)는 수직부(31, 41)에 의해 지지될 수 있고, 배터리 모듈(1)의 파손 가능성을 감소시킬 수 있다.At this time, the
나아가, 접합은 레이저 용접에 의해 이루어질 수 있는데, 이 때, 접합부위에 조사되는 레이저(L)는 단턱부(23)에 의해 냉각 하우징(20) 내측의 전지 그룹(10)까지 조사되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 냉각 하우징(20)과 전후방 커버부(30a, 30b) 각각 및 냉각 하우징(20)과 커버 플레이트(40)의 접합은 수직부(31, 41)의 끝단에서 이루어질 수 있고, 상술한 바와 같이 단턱부(23)는 수직부(31, 41)의 내측에 위치되는 바, 단턱부(23)는 레이저(L)가 냉각 하우징(20)을 투과하여 냉각 하우징(20) 내측의 전지 그룹(10)까지 도달하는 것을 방지할 수 있고, 배터리 모듈(1) 제조 간 안정성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, the joining may be performed by laser welding. At this time, the laser L irradiated to the joining portion may be prevented from being irradiated to the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 냉각 하우징(20x)에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11에 도시된 냉각 하우징(20x)의 제1 영역에 전지 그룹(10)이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면이다.11 is a view showing a second embodiment of the cooling
도 11 및 도 12를 참조하면, 냉각 플레이트(20ax)의 전지 그룹(10)이 안착되는 측면은, 복수개의 전지 셀(11)의 밀착부(153)가 안착되는 제1 영역(20ax1) 및 전극 탭(12)이 돌출된 측 실링부(151)에 형성된 연장부(152)가 안착되는 제2 영역(20ax2)을 포함할 수 있다. 즉, 냉각 플레이트(20ax)상에는 전극 탭(12)이 인출되는 방향을 기준으로 제2 영역(20ax2), 제1 영역(20ax1) 및 제2 영역(20ax2)이 순차적으로 위치될 수 있다. 또한, 제2 영역(20ax2) 상에는 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)가 안착될 수 있다.11 and 12, a side in which the
구체적으로, 냉각 하우징(20x)에 대한 제2 실시예의 경우, 냉각 하우징(20x)은 냉각 플레이트(20ax) 및 냉각 플레이트(20ax)의 전지 셀(11) 적층 방향 양단에 형성된 측면 플레이트(20bx)를 포함할 수 있다. 이 때, 냉각 플레이트(20ax)상에 상술한 냉각 하우징(20)에 대한 제1 실시예의 돌기부(22)와 동일한 돌기부(22x)가 복수개 형성될 수 있다. 즉, 복수개의 돌기부(22x)가 제1 영역(20ax1) 및 제2 영역(20ax2)에 걸쳐 냉각 플레이트(20ax) 상에 형성될 수 있다.Specifically, in the case of the second embodiment of the cooling
한편, 전지 그룹(10)의 복수개의 연장부(152)가 안착되는 제2 영역(20ax2)에는 각각이 복수개의 연장부(152) 각각을 수용할 수 있도록 홈 형상으로 형성된 복수개의 중간부(25x)가 형성될 수 있다. 즉, 중간부(25x)에는 전지 셀(11)에서 외측으로 돌출되는 연장부(152)가 수용되어 복수개의 전지 셀(11)이 상호 적층된 상태를 유지할 수 있다Meanwhile, a plurality of
위와 같이, 제1 영역(20ax1)상의 중간부(25)가 제거됨에 따라 냉각 플레이트(20ax)와 밀착부(153) 간의 접촉 면적이 증가될 수 있고, 전지 그룹(10) 하측면과 냉각 플레이트(20ax) 간의 전체적인 접촉면이 증대되는 바, 배터리 모듈(1)의 냉각 효율이 보다 증대될 수 있다.As described above, as the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 냉각 하우징(20y)에 대한 제3 실시예를 나타낸 도면이고, 도 14는 도 13에 도시된 냉각 하우징(20y)의 제1 영역에 전지 그룹(10)이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면이다.13 is a view showing a third embodiment of the cooling
도 13 및 14를 참조하면, 냉각 하우징(20y)에 대한 제3 실시예의 경우, 냉각 하우징(20y)은 냉각 플레이트(20ay) 및 측면 플레이트(20by)를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 냉각 플레이트(20ay)상의 전지 그룹(10)의 밀착부(153)가 안착되는 제1 영역(20ay1)은 일부가 돌출되거나 함입된 부분 없이 편평하게 형성될 수 있다.13 and 14, in the case of the third embodiment of the cooling
이를 통해, 전지 셀(11) 제조 과정에서 발생할 수 있는 전지 셀(11)의 적층 방향 폭에 대한 공차로 인해 전지 셀(11)이 냉각 플레이트(20a)의 돌기부(22)상에 올라타게 되고, 전지 셀(11)과 냉각 플레이트(20a) 간에 면상 접촉이 이루어지지 않는 등의 문제를 방지할 수 있다. Through this, due to the tolerance for the width of the stacking direction of the
뿐만 아니라, 연장부(152) 및 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)가 안착되는 제2 영역(20ay2)에도 상술한 돌기부(22)와 같은 구성이 형성되지 않을 수 있다. 이를 통해, 상술한 버스바 조립체(60a, 60b)의 안착면이 증가되는 바, 버스바 조립체(60a, 60b)의 안착 및 조립이 용이해 질 수 있다.In addition, the same configuration as the
한편, 전지 그룹(10)의 복수개의 연장부(152)가 안착되는 제2 영역(20ay2)에는 각각이 복수개의 연장부(152) 각각을 수용할 수 있도록 홈 형상으로 형성된 복수개의 중간부(25y)가 형성될 수 있다. 즉, 중간부(25y)에는 전지 셀(11)에서 외측으로 돌출되는 연장부(152)가 수용됨으로써 복수개의 전지 셀(11)이 상호 적층된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, a plurality of
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 냉각 하우징(20z)에 대한 제4 실시예를 나타낸 도면이고, 도 16은 도 15에 도시된 냉각 하우징(20z)의 제1 영역에 전지 그룹(10)이 안착되었을 때의 부분 횡단면을 나타낸 도면이다.15 is a view showing a fourth embodiment of the cooling
도 15 및 16을 참조하면, 냉각 하우징(20z)에 대한 제3 실시예의 경우, 냉각 하우징(20z)은 냉각 플레이트(20az) 및 측면 플레이트(20bz)를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 냉각 플레이트(20az)상의 전지 그룹(10)이 안착되는 제1 영역(20az1)은 일부가 돌출되거나 함입된 부분 없이 편평하게 형성될 수 있다.15 and 16, in the case of the third embodiment of the cooling
나아가, 냉각 플레이트(20az)는 전지 그룹(10)의 복수개의 연장부(152)가 안착되는 제2 영역(20az2)을 포함할 수 있고, 제2 영역(20az2)상에는 각각이 적어도 하나의 연장부(152)를 수용할 수 있도록 함입된 복수개의 수용부(25z)가 형성될 수 있다. Furthermore, the cooling plate 20az may include a second region 20az2 on which a plurality of
구체적으로, 상술한 중간부(25, 25x, 25y)의 경우, 전지 셀(11)의 연장부(152) 각각을 수용하는 반면, 냉각 하우징(20z)의 냉각 플레이트(20az)상에 형성된 수용부(25z)의 경우, 상호 인접한 적어도 하나의 전지 셀(11)에 형성된 적어도 하나의 연장부(152)를 동시에 수용할 수 있다.Specifically, in the case of the above-described
더 구체적으로, 상술한 수용부(25z)는 전지 셀(11)의 적층 방향에 대응되는 폭이 적층된 복수개의 전지 셀(11) 중 인접한 적어도 하나의 전지 셀(11)에 형성된 적어도 하나의 연장부(152)를 수용 가능한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 상술한 수용부(25z)는 냉각 플레이트(20az)상에서 전지 그룹(10)의 탄성부재(13)가 배치되는 위치 사이마다 형성될 수 있고, 상호 인접한 2개의 탄성부재(13) 사이에 배치된 적어도 하나의 전지 셀(11)의 연장부(152)는 하나의 수용부(25z) 내에 수용될 수 있다. 이를 통해, 복수개의 전지 셀(11) 각각에 대응하여 형성해야 하는 중간부(25, 25x, 25y)에 비해 수용부(25z) 제조 간 가공 용이성이 증대될 수 있다.More specifically, the above-described
한편, 도 15에 도시된 수용부(25z)는 인접한 전지 셀(11) 2개 또는 4개의 연장부(152)를 수용 가능한 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the receiving
한편, 상술한 측면 플레이트(20bx, 20by, 20bz)에 대한 구체적인 내용은 냉각 하우징(20)의 측면 플레이트(20b)와 동일하며, 상술한 돌기부(22x) 및 중간부(25x, 25y)는 상술한 냉각 하우징(20)의 돌기부(22) 및 중간부(25)와 동일한 바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, the details of the above-described side plates (20bx, 20by, 20bz) are the same as the side plates (20b) of the cooling housing (20), and the above-described projections (22x) and the intermediate portion (25x, 25y) is described above The same as the
뿐만 아니라, 상술한 제1 영역(20ay1) 및 제2 영역(20ay2) 그리고 제1 영역(20az1) 및 제2 영역(20az2)에 대한 정의는 상술한 냉각 하우징(20x)의 제2 실시예에 대한 제1 영역(20ax1) 및 제2 영역(20ax2)과 동일한 바, 구체적인 설명은 생략한다.In addition, the above-mentioned definitions of the first area 20ay1 and the second area 20ay2 and the first area 20az1 and the second area 20az2 are defined for the second embodiment of the cooling
나아가, 상술한 냉각 플레이트(20ax, 20ay, 20az)의 제1 영역(20ax1, 20ay1, 20az1) 상에는 열전달부재(21)가 균일하게 도포될 수 있다. 또한, 전지 그룹(10)이 냉각 플레이트(20ax, 20ay, 20az)에 안착됨에 따라 복수 개의 전지 셀(11)과 냉각 플레이트(20ax, 20ay, 20az) 사이의 빈 공간은 열전달부재(21)로 충진될 수 있다.Furthermore, the
도 17a 내지 17c는 본 발명의 다른 실시예에 따라 냉각 하우징(20)에 전지 그룹(10)이 안착되는 모습을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 17a는 냉각 플레이트(20a) 상에 열전달부재(21)가 도포되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 17b는 열전달부재(21)가 도포된 냉각 하우징(20)에 복수개의 전지 셀(11)이 적층된 전지 그룹(10)이 안착되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 17c는 열전달부재(21)가 도포된 냉각 플레이트(20a)에 전지 그룹(10)이 안착되는 모습을 전지 그룹(10)의 전극 탭(12)이 돌출된 측에서 나타낸 도면이다.17A to 17C are views illustrating a state in which the
도 17 및 상술한 도 5를 참조하면, 전지 그룹(10)은 복수개의 전지 셀(11)이 적층되어 형성될 수 있고, 복수개의 전지 셀(11) 중 기 결정된 개수의 전지 셀(11) 묶음 마다 탄성부재(13)가 배치되어 형성될 수 있다. 이 때, 복수개의 전지 셀(11) 간은 양면테이프 등의 접착부재(미도시 됨)를 통해 상호 접착될 수 있고, 탄성부재(13) 역시 자체적인 접착력을 구비하여 탄성부재(13) 양측의 전지 셀(11)과 접착될 수 있으나, 이는 복수개 전지 셀(11) 간의 접착상태 고정을 위한 예시적인 것일 뿐 이에 한정되지 않고, 복수개의 전지 셀(11) 간을 접착하고 적층된 전지 그룹(10) 형태를 유지할 수 있는 방식이면 충분하다.Referring to FIG. 17 and the aforementioned FIG. 5, the
또한, 갭 필러(gap filler) 또는 열전도성 접착제 등의 열전달부재(21)가 일면이 개방된 냉각 하우징(20)의 적어도 일부에 도포될 수 있다. 특히, 열전달부재(21)는 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)상에 도포될 수 있고, 특정 구간 도포 및 도포량 조절을 위해 노즐부재(21') 등을 통해 도포될 수 있다. 냉각 하우징(20)의 상측이 개방됨에 따라 도포 과정에서 육안 확인이 가능하여 열전달부재(21)의 도포량 및 열전달부재(21)가 도포되는 도포 구간의 관리가 용이해질 수 있다. 이를 통해, 필요 구간에만 열전달부재(21)를 도포할 수 있는 바, 열전달부재(21) 사용량을 최소화 할 수 있다.In addition, a
한편, 열전달부재(21) 도포 시, 전지 그룹(10) 및 냉각 하우징(20)의 접착력을 향상시킬 수 있도록 본드 등의 접착부재를 더 도포시킬 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되지 않는다.On the other hand, when applying the
위와 같이, 전지 그룹(10)은 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a) 상에 열전달부재(21)가 모두 도포된 후 안착되고, 전지 그룹(10) 및 냉각 플레이트(20a)가 상호 밀착되는 바, 열전달부재(21)는 전지 그룹(10) 및 냉각 플레이트(20a) 사이에 얇게 펴진 상태로 위치될 수 있고, 최소량의 열전달부재(21)를 통해 충분한 접착력 및 열전도성을 가진 열전달부재(21)의 도포가 가능하다.As described above, the
한편, 열전달부재(21)는 상술한 바와 같이, 얇게 펴져 박막화된 상태로 위치될 수 있고, 바람직하게는, 열전달부재(21)의 두께가 0초과 내지 1mm이하로 형성될 수 있다. 구체적으로, 열전달부재(21)는 전지 셀(11) 제조 공정 간 전지 셀(11) 크기의 공차에 따라 그 두께가 달리 형성될 수 있는 것으로, 밀착되는 전지 셀(11)의 위치마다 상이한 두께로 형성될 수 있다. 나아가 경우에 따라, 열전달부재(21)는 0에 매우 근접한 두께로 형성될 수 있고, 냉각 플레이트(20a)의 적어도 일부는 전지 셀(11)에 직접 접촉될 수도 있다.On the other hand, as described above, the
한편, 전지 그룹(10)이 냉각 플레이트(20a) 상에 안착된 후, 버스바 조립체(60a, 60b)는 전지 그룹(10)의 복수개의 전극 탭(12)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 전지 그룹(10)의 복수개 전극 탭(12) 각각은 버스바 조립체(60a, 60b)상의 복수개의 슬릿(61) 각각에 삽입 및 고정될 수 있고, 전극 탭(12) 및 버스바 조립체(60a, 60b)는 레이저 용접 등을 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상술한 도 1에 도시된 전지 그룹(10)의 전방 측 전극 탭(12)은 전방 버스바 조립체(60a)의 슬릿(61)에 삽입되어 연결될 수 있고, 전지 그룹(10)의 후방 측 전극 탭(12)은 후방 버스바 조립체(60b)의 슬릿(61)에 삽입되어 연결될 수 있다.Meanwhile, after the
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스바 조립체(60a, 60b)가 연결된 전지 그룹(10) 상측에 센싱 모듈 조립체(50)가 체결되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스바 조립체(60a, 60b) 및 냉각 하우징(20)이 체결되는 모습을 나타낸 하측 사시도 및 전방 평면도를 나타낸 도면이며, 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라 전방 버스바 조립체(60a)에 센싱 기판부(70)가 체결되는 모습을 나타낸 도면이다.18 is a view showing a state in which the
도 18 내지 20을 참조하면, 센싱 모듈 조립체(50)는 전지 그룹(10) 상측에 안착되어 버스바 조립체(60a, 60b) 또는 냉각 하우징(20)의 적어도 일부와 체결될 수 있다. 구체적으로, 센싱 모듈 조립체(50)의 전후방 끝단 적어도 일부에는 적어도 하나의 체결홈(512)이 형성될 수 있고, 전지 그룹(10) 양측의 버스바 조립체(60a, 60b) 상단의 적어도 일부에는 체결홈(512)에 대응되는 적어도 하나의 체결부(611)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 센싱 모듈 조립체(50)가 전지 그룹(10) 상측에 안착됨에 따라 센싱 모듈 조립체(50)의 체결홈(512)이 버스바 조립체(60a, 60b)의 체결부(611)와 상호 끼움(hook) 결합될 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이, 센싱 모듈 조립체(50)는 탄성패드(52)를 포함함으로써 전지 그룹(10)이 하측의 냉각 하우징(20)에 밀착되는 것을 보조할 수 있다. 한편, 상술한 체결홈(512)과 체결부(611)의 형성 위치는 상호 반대로 바뀔 수도 있다.18 to 20, the
한편, 상술한 체결홈(512) 및 체결부(611)의 끼움 결합 방식은 예시적인 것으로 이에 한정되지 않고, 센싱 모듈 조립체(50)가 버스바 조립체(60a, 60b) 또는 냉각 하우징(20)의 적어도 일부에 체결되어 전지 그룹(10) 상측에 위치될 수 있는 방식이면 충분하다.On the other hand, the fitting method of the above-described
나아가, 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)는 냉각 하우징(20)의 냉각 플레이트(20a)에서 제1 체결부재(242)에 의해 고정 및 결속될 수 있다. 구체적으로, 냉각 플레이트(20a)의 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)와 접촉되는 측의 적어도 일부에는 제1 체결홀(241)이 형성될 수 있고, 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)의 냉각 플레이트(20a)와 접촉되는 측의 적어도 일부에는 제1 체결홀(241)에 대응되는 제2 체결홀(미도시 됨)이 형성될 수 있다. 따라서, 냉각 플레이트(20a)와 전후방 버스바 조립체(60a, 60b)는 제1 체결홀(241)과 제2 체결홀에 삽입되는 볼트 등의 제1 체결부재(242)에 의해 상호 고정 및 결속될 수 있다.Furthermore, the front and
한편, 전방 버스바 조립체(60a) 외측에는 센싱 기판부(70)가 연결될 수 있다. 이 때, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 센싱 기판부(70)가 전방 버스바 조립체(60a)에 연결되는 것으로 서술하나, 이에 한정되지 않고, 상술한 바와 같이, 후방 버스바 조립체(60b)에 연결될 수도 있고, 센싱 모듈 조립체(50)에 의해 전지 그룹(10)의 전압 상태를 측정 및 확인할 수 있다. Meanwhile, the
구체적으로, 센싱 기판부(70)에는 적어도 하나의 제3 체결홀(711)이 형성될 수 있고, 전방 버스바 조립체(60a)의 외면에는 제3 체결홀(711)에 대응되는 적어도 하나의 제4 체결홀(621)이 형성될 수 있다. 이 때, 제3 체결홀(711) 및 제4 체결홀(621)이 대응되게 위치되고, 센싱 기판부(70) 및 전방 버스바 조립체(60a)는 제3 체결홀(711)과 제4 체결홀(621)에 삽입되는 볼트 등의 제2 체결부재(712)에 의해 상호 고정 및 결속될 수 있다. 이 때, 센싱 기판부(70)에 형성된 적어도 하나의 센싱 접촉부(720)는 전방 버스바 조립체(60a) 외면의 적어도 일부와 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다.Specifically, at least one
다만, 상술한 체결부재(242, 712) 및 체결홀(241, 621, 711)에 의한 결합 방식은 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않고, 전후방 버스바 조립체(60a, 60b) 각각 및 냉각 하우징(20) 상호 간 그리고 전지 그룹(10) 일측의 버스바 조립체(60a 또는 60b) 및 센싱 기판부(70) 상호 간이 결속 및 결합되어 고정될 수 있는 방식이면 충분하다.However, the coupling method by the above-described
이 후, 커버 플레이트(40) 및 전후방 커버부(30a, 30b)는 상술한 도 8에 도시된 바와 같이 냉각 하우징(20)에 접촉되어 용접을 통해 상호 결합될 수 있고, 배터리 모듈(1)이 제조될 수 있다. 이 때, 냉각 하우징(20)과 커버 플레이트(40) 및 냉각 하우징(20)과 전후방 커버부(30a, 30b) 각각의 결합 구조에 관한 구체적인 내용은 상술한 바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.Thereafter, the
한편, 배터리 모듈(1)의 전지 그룹(10) 및 버스바 조립체(60a, 60b) 등은 외측의 냉각 하우징(20), 전후방 커버부(30a, 30b) 및 커버 플레이트(40) 등에 의해 외부로 노출되지 않는 바, 외부 이물질로부터 보호될 수 있고, 상술한 고정 구조를 통해 외부에 충격이 발생한 경우에도 고정 및 지지 구조가 유지될 수 있다. On the other hand, the battery group (10) of the battery module (1) and the bus bar assembly (60a, 60b), such as the outer cooling
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in detail through exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains are capable of various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by being limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims to be described later, but also by the claims and equivalents.
1 : 배터리 모듈
10 : 전지 그룹
11 : 전지 셀
12, 12a, 12b : 전극 탭
13 : 탄성부재
15 : 외장재
151 : 실링부
152 : 연장부
153 : 밀착부
20, 20x, 20y, 20z : 냉각 하우징
20a, 20ax, 20ay, 20az : 냉각 플레이트
20ax1, 20ay1, 20az1 : 제1 영역
20ax2, 20ay2, 20az2 : 제2 영역
20b, 20bx, 20by, 20bz : 측면 플레이트
21 : 열전달부재
21' : 노즐부재
22, 22x : 돌기부
23 : 단턱부
241 : 제1 체결홀
242 : 제1 체결부재
25, 25x, 25y : 중간부
25z : 수용부
30a, 30b : 커버부
40 : 커버 플레이트
31, 41 : 수직부
50 : 센싱 모듈 조립체
51 : 센싱 모듈부재
511 : 센싱 연결부재
511a : 제1 연결부재
511b : 제2 연결부재
511c : 연결 와이어
512 : 체결홈
52 : 탄성패드
60a, 60b : 버스바 조립체
61 : 슬릿
611 : 체결부
621 : 제4 체결홀
70 : 센싱 기판부
711 : 제3 체결홀
712 : 제2 체결부재
720 : 센싱 접촉부
L : 레이저
L1 : 연장부의 돌출 길이1: Battery module
10: battery group
11: battery cell
12, 12a, 12b: electrode tab
13: elastic member
15: exterior material
151: sealing part
152: extension
153: close contact
20, 20x, 20y, 20z: cooling housing
20a, 20ax, 20ay, 20az: cooling plate
20ax1, 20ay1, 20az1: 1st area
20ax2, 20ay2, 20az2: Second area
20b, 20bx, 20by, 20bz: side plate
21: heat transfer member
21': Nozzle member
22, 22x: protrusion
23: step
241: 1st fastening hole
242: first fastening member
25, 25x, 25y: middle section
25z: accommodation
30a, 30b: cover portion
40: cover plate
31, 41: vertical part
50: sensing module assembly
51: Sensing module member
511: Sensing connecting member
511a: first connecting member
511b: second connecting member
511c: connecting wire
512: fastening groove
52: elastic pad
60a, 60b: bus bar assembly
61: slit
611: fastener
621: 4th fastening hole
70: sensing substrate portion
711: Third fastening hole
712: second fastening member
720: sensing contact
L: laser
L 1 : Projection length of extension
Claims (22)
상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되지 않은 측면 중 일 측면에 대응되게 위치된 냉각 플레이트 및 상기 측면 중 상기 일 측면에 수직한 양 측에 위치된 측면 플레이트를 포함하여 상기 전지 그룹을 수용하는 하우징;
상기 냉각 플레이트 및 상기 전지 그룹 사이에 위치한 열전달부재;를 포함하고,
상기 복수개의 전지 셀 각각은
전극조립체의 외곽에 외장재에 의해 형성되는 실링부 및 실링되지 않은 부로서, 상기 전지셀의 네측의 둘레 중 세측에 형성되며 상기 외장재가 접합되어 형성되는 실링부와, 상기 전지 셀의 나머지 일측에 형성되는 실링되지 않은 부;를 포함하고,
상기 냉각 플레이트 상에 도포된 상기 열전달부재에 상기 적층된 복수개의 전지 셀의 상기 실링되지 않은 부가 안착되는 배터리 모듈
A battery group formed by stacking a plurality of battery cells each including an electrode tab;
A housing for accommodating the battery group, including a cooling plate positioned to correspond to one side of the side where the electrode tab is not protruding from the battery group and a side plate positioned on both sides perpendicular to the one side of the side surface;
Includes; a heat transfer member located between the cooling plate and the battery group,
Each of the plurality of battery cells
A sealing portion and an unsealed portion formed by an exterior material on the outer side of the electrode assembly, formed on three sides of the circumference of the four sides of the battery cell, and formed on the other side of the battery cell by a sealing portion formed by bonding the exterior material. Including the unsealed portion;
A battery module in which the unsealed portion of the plurality of battery cells stacked on the heat transfer member applied on the cooling plate is seated
상기 열전달부재는 얇은 막 형태로 배치되는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The heat transfer member is a battery module disposed in a thin film form.
상기 열전달부재는 상기 냉각 플레이트 및 상기 복수 개의 전지 셀 사이의 빈 공간에 충진된, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The heat transfer member is filled in an empty space between the cooling plate and the plurality of battery cells, a battery module.
상기 전지 그룹의 타 측에 위치된 커버 플레이트;
상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되는 방향 양측 최외측에 위치된 전방 커버부; 및 후방 커버부;를 더 포함하는, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
A cover plate located on the other side of the battery group;
A front cover portion positioned on both outermost sides of the battery group in a direction in which the electrode tabs protrude; And a rear cover; further comprising, a battery module.
상기 냉각 플레이트에는 복수의 돌기부가 형성되고,
각각의 상기 돌기부는 인접하는 전지 셀의 상기 실링되지 않은 부들간에 걸치도록 배치되는, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
A plurality of protrusions are formed on the cooling plate,
Each of the protrusions is arranged to span between the unsealed portions of adjacent battery cells.
상기 각각의 돌기부는 상기 실링되지 않은 부들의 일부 형상에 대응하는 곡면을 가지는, 배터리 모듈.
The method according to claim 5,
Each of the protruding portions has a curved surface corresponding to some shape of the unsealed portions, the battery module.
상기 실링부 중 상기 실링되지 않은 부들에 인접하는 부분에는 상기 실링되지 않은 부들에 대하여 수직 방향으로 돌출되는 연장부가 형성된, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
A battery module formed in the portion adjacent to the unsealed portions of the sealing portion, wherein an extension portion protruding in a vertical direction with respect to the unsealed portions is formed.
상기 냉각 플레이트 상에는 상기 연장부를 수용 가능한 복수의 중간부가 형성된, 배터리 모듈.
The method according to claim 7,
On the cooling plate, a plurality of intermediate portions accommodating the extension portion are formed, a battery module.
상기 복수의 중간부는 상기 냉각 플레이트 상에서 상기 연장부에 대응되는 위치에 형성된, 배터리 모듈.
The method according to claim 8,
The plurality of intermediate portions are formed in a position corresponding to the extension portion on the cooling plate, the battery module.
상기 냉각 플레이트 상에는 각각이 상기 적층된 복수개의 전지 셀 중 상호 인접한 적어도 하나의 전지 셀의 상기 연장부를 수용 가능한 복수의 수용부가 형성된, 배터리 모듈.
The method according to claim 7,
A battery module is formed on the cooling plate to form a plurality of accommodating portions, each of which can accommodate the extended portions of at least one battery cell adjacent to each other among the stacked plurality of battery cells.
상기 냉각 플레이트와 상기 측면 플레이트는 일체로 형성되는 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The cooling plate and the side plate are a battery module formed integrally.
상기 전극 탭은 상기 전지 그룹의 양측에서 돌출되고,
상기 배터리 모듈은,
상기 복수개의 전지 셀을 상호 전기적으로 연결하기 위해 상기 양측의 전극 탭에 각각 연결된 버스바 조립체 및 상기 전지 그룹의 타 측에 위치된 센싱 모듈 조립체를 포함하는, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The electrode tab protrudes from both sides of the battery group,
The battery module,
A battery module comprising a busbar assembly connected to the electrode tabs on both sides and a sensing module assembly located on the other side of the battery group to electrically connect the plurality of battery cells to each other.
상기 배터리 모듈은,
상기 양측의 버스바 조립체 중 어느 하나의 측부에 위치되어 상기 복수개의 전지 셀의 전압을 센싱하는 센싱 기판부를 더 포함하고,
상기 센싱 모듈 조립체는 상기 양측의 버스바 조립체 중 나머지 하나 및 상기 센싱 기판부를 전기적으로 연결하는, 배터리 모듈.
The method according to claim 12,
The battery module,
It is located on either side of the bus bar assembly of the both sides further comprises a sensing substrate for sensing the voltage of the plurality of battery cells,
The sensing module assembly electrically connects the remaining one of the busbar assemblies on both sides and the sensing substrate portion.
상기 센싱 모듈 조립체는,
상기 전지 그룹을 상기 냉각 플레이트 측으로 가압하는 탄성패드를 더 포함하는, 배터리 모듈.
The method according to claim 12,
The sensing module assembly,
And further comprising an elastic pad for pressing the battery group toward the cooling plate, the battery module.
상기 전지 그룹은,
상기 복수개의 전지 셀 중 적어도 두 개의 전지 셀 묶음 마다 개재된 탄성부재를 포함하는, 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The battery group,
And an elastic member interposed in every bundle of at least two battery cells among the plurality of battery cells.
상기 하우징은 상기 수용된 전지그룹을 냉각하는 냉각 하우징인 배터리 모듈.
The method according to claim 1,
The housing is a battery module that is a cooling housing for cooling the accommodated battery group.
열전달부재가 도포된 냉각플레이트를 갖는 하우징을 구비하고,
상기 적층된 복수개의 전지 셀들의 상기 실링되지 않은 부들이 상기 열전달부재를 통해 상기 하우징에 안착되게 배치하고,
상기 복수개의 전지 셀에서 전극 탭이 돌출되는 양측 최외측에 전방 커버부 및 후방 커버부를 배치하고,
상기 복수개의 전지 셀의 타 측에 커버 플레이트를 배치하는, 배터리 모듈 제조 방법.
A plurality of stacked battery cells each having an electrode tab, a sealing portion formed on three sides of the circumference of the four sides, and an unsealed portion formed on the other side, and the unsealed portion forming an exterior material together with the sealing portion. Equipped,
It has a housing having a cooling plate coated with a heat transfer member,
The unsealed portions of the stacked plurality of battery cells are disposed to be seated in the housing through the heat transfer member,
A front cover portion and a rear cover portion are disposed on the outermost sides of both sides where the electrode tabs protrude from the plurality of battery cells.
A method of manufacturing a battery module, wherein a cover plate is disposed on the other side of the plurality of battery cells.
상기 열전달부재는 상기 냉각 플레이트에 상기 복수개의 전지 셀이 안착됨에 따라 얇게 펴지는, 배터리 모듈 제조 방법.
The method according to claim 17,
The heat transfer member is thinly spread as the plurality of battery cells are seated on the cooling plate, the battery module manufacturing method.
상기 복수개의 전지 셀이 안착되고, 상기 복수개의 전지 셀 상호 간의 전기적 연결을 위한 버스바 조립체가 상기 전극 탭에 연결되는, 배터리 모듈 제조 방법.
The method according to claim 17,
The plurality of battery cells are seated, and the bus bar assembly for electrical connection between the plurality of battery cells is connected to the electrode tab, the battery module manufacturing method.
상기 버스바 조립체는 상기 전지 그룹에서 상기 전극 탭이 돌출되는 양측에 연결되고,
상기 버스바 조립체가 연결된 후,
상기 복수개의 전지 셀의 전압을 센싱하는 센싱 기판부가 상기 양측의 버스바 조립체 중 어느 하나의 측부에 연결되는, 배터리 모듈 제조 방법.
The method according to claim 19,
The bus bar assembly is connected to both sides protruding the electrode tab in the battery group,
After the bus bar assembly is connected,
A method of manufacturing a battery module, wherein a sensing substrate portion sensing voltages of the plurality of battery cells is connected to one side of the busbar assembly on both sides.
상기 센싱 기판부가 연결된 후,
상기 양측의 버스바 조립체 중 나머지 하나 및 상기 센싱 기판부를 전기적으로 연결하는 센싱 모듈 조립체가 상기 복수개의 전지 셀 타 측에 안착되는, 배터리 모듈 제조 방법.
The method according to claim 20,
After the sensing substrate portion is connected,
A method of manufacturing a battery module, wherein the other of the bus bar assemblies on both sides and a sensing module assembly that electrically connects the sensing substrate are seated on the other side of the plurality of battery cells.
상기 센싱 모듈 조립체가 안착된 후,
상기 전방 커버부, 후방 커버부 및 상기 커버 플레이트가 배치되고,
상기 커버부 및 상기 커버 플레이트는 상기 하우징과 결합되는, 배터리 모듈 제조 방법.The method according to claim 21,
After the sensing module assembly is seated,
The front cover portion, the rear cover portion and the cover plate are disposed,
The cover portion and the cover plate is coupled to the housing, the battery module manufacturing method.
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|---|---|---|---|
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