KR20180087231A - 전지 시스템 및 그것의 조립 방법 - Google Patents

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스콧 두들리
로버트 멀리만
양희국
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주식회사 엘지화학
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Abstract

전지 시스템 및 그것의 조립 방법이 제공된다. 상기 전지 시스템은 열전도성 베이스 부재, 열전달 부재, 열전도성 접착부, 및 전지모듈을 포함한다. 상기 열전달 부재는 상면부 및 저면부를 가진 금속 플레이트를 포함하고 있다. 상기 저면부는 열전도성 베이스 부재의 표면에 위치하고 있다. 상기 상면부는 금속 플레이트의 내측으로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 그루브를 갖는다. 상기 열전도성 접착부는 실질적으로 원호 형상인 그루브 내에 위치한다. 상기 전기 모듈은 제 1 단부가 있는 제 1 외부 하우징을 가지고 있는 제 1 파우치형 전지셀을 포함한다. 상기 제 1 단부는 열전도성 접착부에 맞닿고 있고 원호 형상인 그루브 위에 배치하고 있다.

Description

전지 시스템 및 그것의 조립 방법
본 출원은 2016년 4월 15일자 미국 특허 가출원 제 62/322,851 호에 기초한 우선권의 이익 및 2016년 4월 28일자 미국 특허 출원 제 15/141,538 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 상기 해당 미국 특허 가출원 및 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전지 시스템 및 그것의 조립 방법에 관한 것이다.
복수의 전지셀들이 결합된 전지모듈의 사용과정에서 발생하는 열을 제거하기 위하여, 전지셀들 사이에 냉각 핀 등의 별도의 부제를 사용하지 않으면서, 효율적으로 전지셀 및 전지 모듈의 냉각이 가능한 전지 시스템에 대한 요구가 있다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 파우치형 전지셀 내부를 냉각하기 위한 전지 시스템에 대한 필요성을 인식하였다.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 열전도성 접착부를 파우치형 전지셀의 단부에 대향하여 직접 맞닿아 있도록 열전달 부재 상에 위치시키는 경우, 열전달 부재가 파우치형 전지셀로부터 열전도성 베이스 부재로 열에너지를 이송함으로써 파우치형 전지셀을 냉각할 수 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 전지 시스템을 제공한다. 상기 전지 시스템은 하우징(housing) 및 열전도성 베이스 층(thermally conductive base layer)을 가진 열전도성 베이스 부재(thermally conductive base member)를 포함한다. 상기 열전도성 베이스 층은 하우징의 최상면에 연결되어 있다. 상기 전지 시스템은 상면부(top portion)와 저면부(bottom portion)를 가진 금속 플레이트(metal plate)를 포함하는 열전달 부재(thermal transfer member)를 추가로 포함하고 있다. 상기 금속 플레이트의 저면부는 열전도성 베이스 층의 표면에 위치되어 있다. 상기 금속 플레이트의 상면부는 금속 플레이트의 내측으로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브(groove)를 가진다. 상기 전지 시스템은 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 내에 위치한 제 1 열전도성 접착부(thermally conductive adhesive portion)를 추가로 포함한다. 상기 전지 시스템은 제 1 파우치형 전지셀을 구비하고 있는 전지모듈(battery module)을 추가로 포함한다. 상기 제 1 파우치형 전지셀은 제 1 단부 및 제 2 단부가 있는 제 1 외부 하우징(outer housing)을 가지고 있다. 상기 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부는 제 1 열전도성 접착부에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 바로 위에 위치해 있어서, 상기 제 1 열전도성 접착부가 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부를 금속 플레이트에 고정식으로 연결하고 있다.
본 발명은 전지 시스템의 조립 방법을 제공한다. 상기 방법은 열전도성 베이스 부재, 열전달 부재, 제 1 열전도성 접착부, 및 전지 모듈을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 열전달 부재는상면부와 저면부를 구비한 금속 플레이트를 가지고 있다. 상기 금속 플레이트의 상면부는 금속 플레이트의 내부로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브를 가지고 있다. 상기 전지 모듈은 제 1 파우치형 전지셀을 가지고 있다. 상기 파우치형 전지셀은 제 1 단부와 제 2 단부를 구비한 제 1 외부 하우징을 포함한다. 상기 방법은 접착제 분배 장치를 사용하여, 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브에 제 1 열전달성 접착부를 위치시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 배치 장치(placement machine)를 사용하여, 상기 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부가 제 1 열전도성 접착부에 직접 맞닿아 있고 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 바로 위에 위치하도록, 전지 모듈을 위치시키고, 상기 제 1 열전도성 접착부가 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부를 열전달 부재의 금속 플레이트에 연결시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은, 상기 배치 장치를 사용하여, 상기 열전달 부재의 금속 플레이트의 저면부를 열전도성 베이스 부재 상에 위치시키는 단계를 추가로 포함한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 시스템의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지 시스템의 분해도이다;
도 3은 도 1의 선 3-3에 따른 도 1의 전지 시스템의 단면도이다;
도 4는 도 1의 전지 시스템의 부분 단면도이다;
도 5는 도 1의 선 5-5에 따른 도 1의 전지 시스템에서 열전도성 베이스 부재를 생략한 다른 하나의 단면도이다;
도 6은 도 5의 전지 시스템의 단면도의 부분 확대도이다;
도 7은 도 1의 선 7-7에 따른 도 1의 전지 시스템에서 열 전도성 베이스 부재를 생략한 단면도이다;
도 8은 도 1의 전지 시스템에 이용되는 전지 모듈 및 열전달 부재의 모식도이다;
도 9는 도 8의 전지 모듈 및 열전달 부재의 분해 모식도이다;
도 10은 도 8의 전지 모듈 및 열전달 부재의 다른 하나의 분해 모식도이다;
도 11은 복수의 열전도성 접착부를 포함하는 열전달 부재의 모식도이다;
도 12는 도 11의 열전달 부재 및 복수의 열전도성 접착부의 평면도이다;
도 13은 도 11의 열전달 부재의 저면도이다;
도 14는 도 11의 선 14-14에 따른 도 11의 열전달 부재 및 복수의 열전도성 접착부의 단면도이다;
도 15는 도 10의 전지 모듈의 저면도이다;
도 16은 도 4의 전지 시스템 일부의 확대 단면 모식도이다;
도 17은 도 4의 전지 모듈에 이용되는 플라스틱 프레임 부재의 모식도이다;
도 18은 도 17의 플라스틱 프레임 부재의 측면도이다;
도 19는 도 17의 플라스틱 프레임 부재의 정면도이다;
도 20은 도 4의 전지모듈에 이용되는 파우치형 전지셀의 모식도이다;
도 21은 도 10의 전지 모듈에 결합되기 전의 열전달 부재의 모식도이다;
도 22는 도 10의 전지 모듈에 결합되어 있는 열전달 부재의 모식도이다;
도 23은 다른 하나의 실시예에 따른 도 1의 전지 시스템의 조립 방법을 나타낸 플로우차트이다;
도 24는 도 1의 전지 시스템의 조립을 위해 사용되는 접착제 분배 장치 및 배치 장치의 구성도이다; 및
도 25는 도 1의 전지 시스템에 이용될 수 있는 다른 하나의 열전도성 베이스 부재의 모식도이다.
도 1, 8, 9, 12 및 14를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 시스템(10)이 도시되어 있다. 전지 시스템(10)은 열전도성 베이스 부재(20), 열전달 부재(22), 열전도성 접착부 (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88) 및 전지 모듈(120)을 포함하고 있다. 전지 시스템(10)의 장점은, 전지 시스템(10)은 열전달 부재(22) 상에 열전도성 접착부(30~88)를 사용하고, 상기 열전도성 접착부(30~88)는 전지 모듈(120)의 파우치형 전지셀의 단부에 대향하여 직접 맞닿아 있고, 열전달 부재(22)는, 파우치형 전지셀들 사이에 위치하는 냉각핀을 사용하지 않으면서, 파우치형 전지셀로부터 열전도성 베이스 부재(20)로 열에너지를 이송하는 전지 시스템(10)이라는 점이다.
도 2, 4 및 16을 참조하면, 열전도성 베이스 부재(20)는, 열전달 부재(22)로부터 열전도성 베이스 부재(20)를 통해 흐르는 유체로 열에너지를 전도하기 위해 제공되어 있다.
외부하우징(140)은 상면(154) 및 하면(156)을 포함한다. 열전도성 베이스 층(150)은 상면(154) 상에 위치하면서 상면(154)과 연결되어 있다. 외부 하우징(140)은 그 안에 밀폐된 내부 영역을 추가로 가지고 있다. 유입 포트(142, 144)는 제1 단부에 근접한 외부 하우징(140)과 연결되어 있고, 밀폐된 내부 영역(152)과 유동적으로 연통되어 있다. 배출 포트(146, 148)는 제 2 단부에 근접한 외부 하우징(140)과 연결되어 있고, 밀폐된 내부 영역(152)과 유동적으로 연통되어 있다. 유체 공급 시스템(도시되지 않음)은, 열전도성 베이스 부재(20) 및 열전달 부재(22)로부터 열 에너지를 추출하기 위하여 유입 포트(142, 144)와 밀폐된 내부 영역을 통과한 다음 배출 포트(146, 148)를 통과하도록 유체를 펌핑한다. 하나의 실시예에서, 외부 하우징(140), 유입 포트(142, 144) 및 배출 포트(146, 148)는 금속으로 구성되어 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 외부 하우징(140), 유입 포트(142, 144), 배출 포트(146, 148)는 다른 열전도성 물질로 구성될 수 있다. 다른 하나의 실시예에서, 상기 열전도성 베이스 층(150)은 열전도성 베이스 부재(20)로부터 생략될 수 있다.
도 12, 13, 14 및 16을 참조하면, 열전달 부재(22)는 열전도성 베이스 부재(20) 상에 위치하면서 열전도성 베이스 부재(20)와 연결되어 있다. 열전달 부재(22)는 금속 플레이트(160) 및 플라스틱 연결 부재(162, 164)를 포함한다. 금속 플레이트(160)는 상면부(170) (도 10에 도시됨) 및 저면부(172)를 갖는다. 저면부(172)는 열전도성 베이스 부재(20)의 열전도성 베이스 층(150) 상에 위치하면서 열전도성 베이스 층과 연결되어 있다. 상면부(170)는 금속 플레이트(160)의 내측으로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상의 그루브들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254, 256, 258, 260, 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274, 276, 278, 280, 282, 284, 286, 288) (도 14에 도시됨)을 포함한다. 실질적으로 원호 형상의 그루브들(230~288)은 금속 플레이트(160)의 전체 폭을 가로질러 서로 실질적으로 평행하게 연장된다. 실질적으로 원호 형상의 그루브들(230~288) 각각의 폭은 각각의 원호 형상의 그루브 위에 위치하는 전지 모듈(120) 내의 각각의 파우치형 전지셀의 외부 하우징 단부의 폭과 실질적으로 동일하다. 또한, 실질적으로 원호 형상인 그루브들(230~288) 각각의 깊이는 각각의 원호 형상의 그루브 위에 위치하는 전지 모듈(120) 내의 각각의 파우치형 전지셀의 외부 하우징 단부의 높이와 실질적으로 동일하다. 하나의 실시예에서, 금속 플레이트(160)는 압출된 알루미늄 플레이트이다. 물론, 다른 하나의 실시예에서, 금속 플레이트(160)는 예를 들어, 강철(steel)과 같은 다른 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
도 13을 참조하면, 플라스틱 연결 부재(162)는 금속 플레이트(160)의 제 1 끝단 상에 위치하면서 금속 플레이트와 연결되어 있다. 플라스틱 연결 부재(162)는 금속 플레이트(160)의 제 1 끝단에서 외측으로 연장되고 서로 이격되어 위치하는 플라스틱 커플링 탭들(310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340)을 포함한다. 플라스틱 커플링 탭들(310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340) 각각은 관통하는 개구들(380, 382, 384, 386, 388, 390, 392, 394, 396, 398, 400, 402, 404, 406, 408, 410)을 가지고 있다. 플라스틱 커플링 탭들(310, 312)은 그것들 사이에 간격(440)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(312, 314)은 그것들 사이에 간격(442)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(314, 316)은 그것들 사이에 간격(444)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(316, 318)은 그것들 사이에 간격(446)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(318, 320)은 그것들 사이에 간격(448)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(320, 322)은 그것들 사이에 간격(450)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(322, 324)은 그것들 사이에 간격(452)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(324, 326)은 그것들 사이에 간격(454)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(326, 328)은 그것들 사이에 간격(456)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(328, 330)은 그것들 사이에 간격(458)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(330, 332)은 그것들 사이에 간격(460)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(332, 334)은 그것들 사이에 간격(462)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(334, 336)은 그것들 사이에 간격(464)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(336, 338)은 그것들 사이에 간격(466)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(338, 340)은 그것들 사이에 간격(468)이 있다.
플라스틱 연결 부재(164)는 금속 플레이트(160)의 제2 끝단 상에 위치하면서 금속 플레이트와 연결되어 있다. 플라스틱 연결 부재(164)는 금속 플레이트(160)의 제 2 끝단에서 외측으로 연장되고 서로 이격되어 위치하는 플라스틱 커플링 탭들(510, 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540)을 포함한다. 플라스틱 커플링 탭들(510, 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540) 각각은 관통하는 개구들(580, 582, 584, 586, 588, 590, 592, 594, 596, 598, 600, 602, 604, 606, 608, 610)을 가지고 있다. 플라스틱 커플링 탭들(510, 512)은 그것들 사이에 간격(640)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(512, 514)은 그것들 사이에 간격(642)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(514, 516)은 그것들 사이에 간격(644)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(516, 518)은 그것들 사이에 간격(646)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(518, 520)은 그것들 사이에 간격(648)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(520, 522)은 그것들 사이에 간격(650)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(522, 524)은 그것들 사이에 간격(652)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(524, 526)은 그것들 사이에 간격(654)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(526, 528)은 그것들 사이에 간격(656)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(528, 530)은 그것들 사이에 간격(658)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(530, 532)은 그것들 사이에 간격(660)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(532, 534)은 그것들 사이에 간격(662)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(534, 536)은 그것들 사이에 간격(664)이 있고, 플라스틱 커플링 탭들(536, 538)은 그것들 사이에 간격(666)이 있다. 플라스틱 커플링 탭들(538, 540)은 그것들 사이에 간격(668)이 있다.
도 4 및 14를 참조하면, 열전도성 접착부들(30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88)은 전지 모듈(120)의 파우치형 전지셀의 제 1 끝단이 열전달 부재(22)의 금속 플레이트(160)에 연결되도록 형성되어 있다. 하나의 실시예에서, 각각의 열전도성 접착부들(30~88)은 실리콘계 열전도성 접착부이다. 다른 하나의 실시예에서, 각각의 열전도성 접착부들(30~88)은 에폭시계 열전도성 접착제이다. 또한, 각각의 열전도성 접착부들(30~88)은 열전도율이 1.0 내지 4.0 W/K·m이다. 열전도성 접착부들(30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88) 각각은 열전달 부재(22)의 금속 플레이트 내의 실질적으로 원호 형상인 그루브들(230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254, 256, 258, 260, 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274, 276, 278, 280, 282, 284, 286, 288) 각각의 안에 위치하고 금속 플레이트(160)와 연결되어 있다.
도 4, 5 및 7을 참조하면, 전지 모듈(120)은 파우치형 전지셀들(730, 732, 734, 736, 738, 740, 742, 744, 746, 748, 750, 752, 754, 756, 758, 760, 762, 764, 766, 768, 770, 772, 774, 776, 778, 780, 72, 784, 786, 788), 플라스틱 프레임 부재(810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828, 830, 832, 834, 836, 838), 말단 플레이트들(880, 002), 너트(888, 889) (도 5 및 7에 도시됨), 솔더 볼트(890, 892), 및 발포 부재(893, 894, 895, 896, 897, 898, 899, 900, 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907, 908)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 파우치형 전지셀들(730~788)은 각각 리튬 이온 파우치형 전지셀이고, 서로 동일한 구조로 이루어져 있다. 또한, 발포 부재(893~908)는 개방형 셀 발포 부재이다.
도 4 및 20을 참조하면, 파우치형 전지셀(730)은 전극 단자들(910, 912) 및 외부 하우징(914)을 포함한다. 외부 하우징(914)은 제 1 단부(916), 제 2 단부(918), 제 3 단부(920), 및 제 4 단부(922), 그리고 주요 면들(924, 926)을 포함한다. 제 1 및 제 2 단부들(916, 918)은 서로 실질적으로 평행하게 연장된다. 제 3 및 제 4 단부들(920, 922)은 서로 실질적으로 평행하면서 제 1 및 제 2 단부들(916, 918)에 대해 실질적으로 수직이 되도록 연장된다. 주요 면(924)은 제 1 단부(916), 제 2 단부(918), 제 3 단부(920), 및 제 4 단부(922) 사이에 위치한다. 또한, 주요 면(926)은 주요 면(924)과 실질적으로 평행하게 연장되고, 제 1 단부(916), 제 2 단부(918), 제 3 단부(920), 및 제 4 단부(922) 사이에 위치한다. 전극 단자(910)는 제 3 단부(920)로부터 외측으로 연장되고, 전극 단자(912)는 제 4 단부(922)로부터 외측으로 연장된다. 제 1 단부(916)의 길이는 1.0 내지 5.0 mm의 범위이다. 또한, 제 2 단부(918)의 길이는 제 1 단부(916)의 길이 보다 길다.
도 4, 14, 16 및 20을 참조하면, 파우치형 전지셀(730)의 외부 하우징(914)의 제 1 단부(916)는 열전도성 접착부(30)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(230) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(30)가 파우치형 전지셀(730)의 외부 하우징(914)의 제 1 단부(916)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 발포 부재(893)는 말단 플레이트(880)와 전지셀(730) 사이에 위치한다. 파우치형 전지셀(730)은 발포 부재(893)와 파우치형 전지셀(732) 사이에 위치한다.
도 4 및 14를 참조하면, 파우치형 전지셀(732)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(932)을 포함한다. 외부 하우징(932)은 제 1 단부(936) 및 제 2 단부(938)를 포함한다. 제 1 단부(936)는 열전도성 접착부(32)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(232) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(32)가 파우치형 전지셀(732)의 외부 하우징(932)의 제 1 단부(936)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(732)은 파우치형 전지셀(730)과 발포 부재(894) 사이에 위치한다. 발포 부재(894)는 파우치형 전지셀들(732, 734) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(734)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(944)을 포함한다. 외부 하우징(944)은 제 1 단부(946) 및 제 2 단부(948)를 포함한다. 제 1 단부(946)는 열전도성 접착부(34)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(234) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(34)가 파우치형 전지셀(734)의 외부 하우징(944)의 제 1 단부(946)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(734)은 발포 부재(894)와 파우치형 전지셀(736) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(736)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(954)을 포함한다. 외부 하우징(954)은 제 1 단부(956) 및 제 2 단부(958)를 포함한다. 제 1 단부(956)는 열전도성 접착부(36)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(236) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(36)가 파우치형 전지셀(736)의 외부 하우징(954)의 제 1 단부(956)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(736)은 파우치형 전지셀(734)과 발포 부재(895) 사이에 위치한다. 발포 부재(895)는 파우치형 전지셀들(736, 738) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(738)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(964)을 포함한다. 외부 하우징(964)은 제 1 단부(966) 및 제 2 단부(968)를 포함한다. 제 1 단부(966)는 열전도성 접착부(38)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(238) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(38)가 파우치형 전지셀(738)의 외부 하우징(964)의 제 1 단부(966)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(738)은 발포 부재(895)와 파우치형 전지셀(740) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(740)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(974)을 포함한다. 외부 하우징(974)은 제 1 단부(976) 및 제 2 단부(978)를 포함한다. 제 1 단부(976)는 열전도성 접착부(40)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(240) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(40)가 파우치형 전지셀(740)의 외부 하우징(974)의 제 1 단부(976)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(740)은 파우치형 전지셀(738)과 발포 부재(896) 사이에 위치한다. 발포 부재(896)는 파우치형 전지셀들(740, 742) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(742)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(984)을 포함한다. 외부 하우징(984)은 제 1 단부(986) 및 제 2 단부(988)를 포함한다. 제 1 단부(986)는 열전도성 접착부(42)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(242) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(42)가 파우치형 전지셀(742)의 외부 하우징(984)의 제 1 단부(986)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(742)은 발포 부재(896)와 파우치형 전지셀(744) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(744)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(994)을 포함한다. 외부 하우징(994)은 제 1 단부(996) 및 제 2 단부(998)를 포함한다. 제 1 단부(996)는 열전도성 접착부(44)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(244) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(44)가 파우치형 전지셀(744)의 외부 하우징(994)의 제 1 단부(996)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(744)은 파우치형 전지셀(742)과 발포 부재(897) 사이에 위치한다. 발포 부재(897)는 파우치형 전지셀들(744, 746) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(746)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1004)을 포함한다. 외부 하우징(1004)은 제 1 단부(1006) 및 제 2 단부(1008)를 포함한다. 제 1 단부(1006)는 열전도성 접착부(46)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(246) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(46)가 파우치형 전지셀(746)의 외부 하우징(1004)의 제 1 단부(1006)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(746)은 발포 부재(897)와 파우치형 전지셀(748) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(748)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1014)을 포함한다. 외부 하우징(1014)은 제 1 단부(1016) 및 제 2 단부(1018)를 포함한다. 제 1 단부(1016)는 열전도성 접착부(48)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(248) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(48)가 파우치형 전지셀(748)의 외부 하우징(1014)의 제 1 단부(1016)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(748)은 파우치형 전지셀(746)과 발포 부재(898) 사이에 위치한다. 발포 부재(898)는 파우치형 전지셀들(748, 750) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(750)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1024)을 포함한다. 외부 하우징(1024)은 제 1 단부(1026) 및 제 2 단부(1028)를 포함한다. 제 1 단부(1026)는 열전도성 접착부(50)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(250) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(50)가 파우치형 전지셀(750)의 외부 하우징(1024)의 제 1 단부(1026)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(750)은 발포 부재(898)와 파우치형 전지셀(752) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(752)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1034)을 포함한다. 외부 하우징(1034)은 제 1 단부(1036) 및 제 2 단부(1038)를 포함한다. 제 1 단부(1036)는 열전도성 접착부(52)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(252) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(52)가 파우치형 전지셀(752)의 외부 하우징(1034)의 제 1 단부(1036)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(752)은 파우치형 전지셀(750)과 발포 부재(899) 사이에 위치한다. 발포 부재(899)는 파우치형 전지셀들(752, 754) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(754)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1044)을 포함한다. 외부 하우징(1044)은 제 1 단부(1046) 및 제 2 단부(1048)를 포함한다. 제 1 단부(1046)는 열전도성 접착부(54)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(254) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(54)가 파우치형 전지셀(754)의 외부 하우징(1044)의 제 1 단부(1046)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(754)은 발포 부재(899)와 파우치형 전지셀(756) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(756)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1054)을 포함한다. 외부 하우징(1054)은 제 1 단부(1056) 및 제 2 단부(1058)를 포함한다. 제 1 단부(1056)는 열전도성 접착부(56)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(256) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(56)가 파우치형 전지셀(756)의 외부 하우징(1054)의 제 1 단부(1056)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(756)은 파우치형 전지셀(754)과 발포 부재(900) 사이에 위치한다. 발포 부재(900)는 파우치형 전지셀들(756, 758) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(756)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1064)을 포함한다. 외부 하우징(1064)은 제 1 단부(1066) 및 제 2 단부(1068)를 포함한다. 제 1 단부(1066)는 열전도성 접착부(58)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(258) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(58)가 파우치형 전지셀(756)의 외부 하우징(1064)의 제 1 단부(1066)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(758)은 발포 부재(900)와 파우치형 전지셀(760) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(760)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1074)을 포함한다. 외부 하우징(1074)은 제 1 단부(1076) 및 제 2 단부(1078)를 포함한다. 제 1 단부(1076)는 열전도성 접착부(60)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(260) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(60)가 파우치형 전지셀(760)의 외부 하우징(1074)의 제 1 단부(1076)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(760)은 파우치형 전지셀(758)과 발포 부재(901) 사이에 위치한다. 발포 부재(901)는 파우치형 전지셀들(760, 762) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(762)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1084)을 포함한다. 외부 하우징(1084)은 제 1 단부(1086) 및 제 2 단부(1088)를 포함한다. 제 1 단부(1086)는 열전도성 접착부(62)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(262) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(62)가 파우치형 전지셀(762)의 외부 하우징(1084)의 제 1 단부(1086)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(762)은 발포 부재(901)와 파우치형 전지셀(762) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(764)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1094)을 포함한다. 외부 하우징(1094)은 제 1 단부(1096) 및 제 2 단부(1098)를 포함한다. 제 1 단부(1096)는 열전도성 접착부(64)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(264) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(64)가 파우치형 전지셀(764)의 외부 하우징(1094)의 제 1 단부(1096)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(764)은 파우치형 전지셀(762)과 발포 부재(902) 사이에 위치한다. 발포 부재(902)는 파우치형 전지셀들(764, 766) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(766)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1104)을 포함한다. 외부 하우징(1104)은 제 1 단부(1106) 및 제 2 단부(1108)를 포함한다. 제 1 단부(1106)는 열전도성 접착부(66)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(266) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(66)가 파우치형 전지셀(766)의 외부 하우징(1104)의 제 1 단부(1106)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(766)은 발포 부재(902)와 파우치형 전지셀(768) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(768)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1114)을 포함한다. 외부 하우징(1114)은 제 1 단부(1116) 및 제 2 단부(1118)를 포함한다. 제 1 단부(1116)는 열전도성 접착부(68)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(268) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(68)가 파우치형 전지셀(768) 외부 하우징(1114)의 제 1 단부(1116)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(768)은 파우치형 전지셀(766)과 발포 부재(903) 사이에 위치한다. 발포 부재(903)는 파우치형 전지셀들(768, 770) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(770)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1124)을 포함한다. 외부 하우징(1124)은 제 1 단부(1126) 및 제 2 단부(1128)를 포함한다. 제 1 단부(1126)는 열전도성 접착부(70)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(270) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(70)가 파우치형 전지셀(770)의 외부 하우징(1124)의 제 1 단부(1126)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(770)은 발포 부재(903)와 파우치형 전지셀(772) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(772)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1134)을 포함한다. 외부 하우징(1134)은 제 1 단부(1136) 및 제 2 단부(1138)를 포함한다. 제 1 단부(1136)는 열전도성 접착부(72)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(272) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(72)가 파우치형 전지셀(772)의 외부 하우징(1134)의 제 1 단부(1136)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(772)은 파우치형 전지셀(772)과 발포 부재(904) 사이에 위치한다. 발포 부재(904)는 파우치형 전지셀들(772, 774) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(774)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1144)을 포함한다. 외부 하우징(1144)은 제 1 단부(1146) 및 제 2 단부(1148)를 포함한다. 제 1 단부(1146)는 열전도성 접착부(74)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(274) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(74)가 파우치형 전지셀(774)의 외부 하우징(1144)의 제 1 단부(1146)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(774)은 발포 부재(904)와 파우치형 전지셀(776) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(776)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1154)을 포함한다. 외부 하우징(1154)은 제 1 단부(1156) 및 제 2 단부(1158)를 포함한다. 제 1 단부(1156)는 열전도성 접착부(76)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(276) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(76)가 파우치형 전지셀(7776)의 외부 하우징(1154)의 제 1 단부(1156)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(776)은 파우치형 전지셀(774)과 발포 부재(905) 사이에 위치한다. 발포 부재(905)는 파우치형 전지셀들(776, 778) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(778)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1164)을 포함한다. 외부 하우징(1164)은 제 1 단부(1166) 및 제 2 단부(1168)를 포함한다. 제 1 단부(1166)는 열전도성 접착부(78)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(278) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(78)가 파우치형 전지셀(778)의 외부 하우징(1164)의 제 1 단부(1166)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(778)은 발포 부재(905)와 파우치형 전지셀(780) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(780)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1174)을 포함한다. 외부 하우징(1174)은 제 1 단부(1176) 및 제 2 단부(1178)를 포함한다. 제 1 단부(1176)는 열전도성 접착부(80)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(280) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(80)가 파우치형 전지셀(780)의 외부 하우징(1174)의 제 1 단부(1176)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(780)은 파우치형 전지셀(778)과 발포 부재(906) 사이에 위치한다. 발포 부재(906)는 파우치형 전지셀들(780, 782) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(782)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1184)을 포함한다. 외부 하우징(1184)은 제 1 단부(1186) 및 제 2 부(1188)를 포함한다. 제 1 단부(1186)는 열전도성 접착부(82)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(282) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(82)가 파우치형 전지셀(782)의 외부 하우징(1184)의 제 1 단부(1186)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(782)은 발포 부재(906)와 파우치형 전지셀(784) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(784)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1194)을 포함한다. 외부 하우징(1194)은 제 1 단부(1196) 및 제 2 단부(1198)를 포함한다. 제 1 단부(1196)는 열전도성 접착부(84)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(284) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(84)가 파우치형 전지셀(784)의 외부 하우징(1194)의 제 1 단부(1196)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(784)은 파우치형 전지셀(782)과 발포 부재(907) 사이에 위치한다. 발포 부재(907)는 파우치형 전지셀들(784, 786) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(786)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1204)을 포함한다. 외부 하우징(1204)은 제 1 단부(1206) 및 제 2 단부(1208)를 포함한다. 제 1 단부(1206)는 열전도성 접착부(86)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(286) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(86)가 파우치형 전지셀(786)의 외부 하우징(1204)의 제 1 단부(1206)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(786)은 발포 부재(907)와 파우치형 전지셀(788) 사이에 위치한다.
파우치형 전지셀(788)은 한 쌍의 전극 단자(도시하지 않음) 및 외부 하우징(1214)을 포함한다. 외부 하우징(1214)은 제 1 단부(1216) 및 제 2 단부(1218)를 포함한다. 제 1 단부(1216)는 열전도성 접착부(88)에 직접 맞닿아 있고, 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(288) 바로 위에 위치해 있어서, 열전도성 접착부(88)가 파우치형 전지셀(788)의 외부 하우징(121)의 제 1 단부(1216)를 금속 플레이트(160)에 고정식으로 연결한다. 파우치형 전지셀(788)은 파우치형 전지셀(786)과 발포 부재(908) 사이에 위치한다. 발포 부재(908)는 파우치형 전지셀들(788, 882) 사이에 위치한다.
도 4 및 17-19를 참조하면, 플라스틱 프레임 부재(810-838) 및 말단 플레이트(880, 882)는 파우치형 전지셀들(730-778)을 소망하는 위치에서 고정하도록 형성되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(010)의 구조는 플라스틱 프레임 부재들(812-838)의 구조와 동일하다.
플라스틱 프레임 부재(810)는 말단 플레이트(880)와 연결되어 있다. 파우치형 전지셀(730)은 플라스틱 프레임 부재(810)와 말단 플레이트(880)와 대면하도록 위치하는 발포 층(893) 사이에서 직접 접촉되어 고정된다. 플라스틱 프레임 부재(810)는 상부 벽(1500), 측벽들(1502, 1504) 및 커플링 탭들(1506, 1508)을 갖고 있다. 상부 벽(1500)은 측벽(1502)의 단부 및 측벽(1504)의 단부 사이에서 연결되어 있다. 측벽들(1502, 1504)은 제 1 방향으로 서로 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 커플링 탭(1506)은 측벽(1502)의 하단부에 연결되어 있고 측벽(1502)으로부터 제 1 방향으로 외부 연장되어 있다. 상기 제 2 방향은 제 1 방향과 수직이다. 커플링 탭(1506)은 관통하는 개구를 가지고 있다. 커플링 탭(1508)은 측벽(1504)의 하단부에 연결되어 있고 측벽으로부터 제 3 방향으로 외부 연장되어 있다. 상기 제 3 방향은 제 1 방향과 수직이고, 제 2 방향과 반대이다. 커플링 탭(1508)은 관통하는 개구를 가지고 있다.
도 4, 5, 7 및 15를 참조하면, 플라스틱 프레임 부재(812)는 플라스틱 프레임 부재들(810, 814) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(810, 814)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(812) 및 말단 플레이트(880)는 파우치형 전지셀(730) 및 발포 부재(893)를 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(812)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1600, 1602) 도 5 및 7에 도시됨)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(814)는 플라스틱 프레임 부재들(812, 816) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(812, 816)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(814) 및 플라스틱 프레임 부재(812)는 파우치형 전지셀(736), 발포 부재(895), 및 파우치형 전지셀(738)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(814)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1610, 1612)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(816)는 플라스틱 프레임 부재들(814, 818) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(814, 818)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(816) 및 플라스틱 프레임 부재(814)는 파우치형 전지셀(740), 발포 부재(896), 및 파우치형 전지셀(742)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(816)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1620, 1622)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(818)는 플라스틱 프레임 부재들(816, 820) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(816, 820)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(818) 및 플라스틱 프레임 부재(816)는 파우치형 전지셀(744), 발포 부재(897), 및 파우치형 전지셀(746)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(818)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1630, 1632)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(820)는 플라스틱 프레임 부재들(818, 822) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(818, 822)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(820) 및 플라스틱 프레임 부재(818)는 파우치형 전지셀(748), 발포 부재(898), 및 파우치형 전지셀(750)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(820)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1640, 1642)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(822)는 플라스틱 프레임 부재들(820, 824) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(820, 824)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(822) 및 플라스틱 프레임 부재(820)는 파우치형 전지셀(752), 발포 부재(899), 및 파우치형 전지셀(754)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(822)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1650, 1652)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(824)는 플라스틱 프레임 부재들(822, 826) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(822, 826)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(824) 및 플라스틱 프레임 부재(822)는 파우치형 전지셀(756), 발포 부재(900), 및 파우치형 전지셀(758)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(824)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1660, 1662)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(826)는 플라스틱 프레임 부재들(824, 828) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(824, 828)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(826) 및 플라스틱 프레임 부재(824)는 파우치형 전지셀(760), 발포 부재(901), 및 파우치형 전지셀(762)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(826)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1670, 1672)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(828)는 플라스틱 프레임 부재들(826, 830) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(826, 830)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(828) 및 플라스틱 프레임 부재(826)는 파우치형 전지셀(764), 발포 부재(902), 및 파우치형 전지셀(766)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(828)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1680, 1682)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(830)는 플라스틱 프레임 부재들(828, 832) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(828, 832)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(830) 및 플라스틱 프레임 부재(828)는 파우치형 전지셀(768), 발포 부재(903), 및 파우치형 전지셀(770)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(830)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1690, 1692)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(832)는 플라스틱 프레임 부재들(830, 834) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(830, 834)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(832) 및 플라스틱 프레임 부재(830)는 파우치형 전지셀(777), 발포 부재(904), 및 파우치형 전지셀(774)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(832)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1700, 1702)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(834)는 플라스틱 프레임 부재들(832, 836) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(832, 836)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(834) 및 플라스틱 프레임 부재(832)는 파우치형 전지셀(776), 발포 부재(905), 및 파우치형 전지셀(778)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(834)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1710, 1712)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(836)는 플라스틱 프레임 부재들(834, 838) 사이에 위치하면서 플라스틱 프레임 부재들(834, 838)과 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(836) 및 플라스틱 프레임 부재(834)는 파우치형 전지셀(780), 발포 부재(906), 및 파우치형 전지셀(782)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(836)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 탭들(1720, 1722)을 포함한다.
플라스틱 프레임 부재(838)는 플라스틱 플게임 부재(836) 및 말단 플레이트(882) 사이에 위치하면서 플라스틱 플게임 부재(836) 및 말단 플레이트(882)와 연결되어 있다. 플라스틱 프레임 부재(838) 및 플라스틱 프레임 부재(836)는 파우치형 전지셀(784), 발포 부재(907), 및 파우치형 전지셀(786)을 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(838) 및 말단 플레이트(882)는 파우치형 전지셀(788) 및 발포 부재(908)를 사이에 고정한다. 플라스틱 프레임 부재(838)는 각각에 관통하는 개구를 갖는 커플링 캡들(1730, 1732)을 포함한다.
도 13, 15, 21 및 22를 참조하면, 조립 과정에서, 플라스틱 프레임 부재들(810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828, 830, 832, 834, 836, 868)의 커플링 탭들(1506, 1600, 1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, 1680, 1690, 1700, 1710, 1720, 1730) 각각이 열전달 부재(20)의 플라스틱 커플링 부재(162)의 각각의 간격(440, 442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462, 464, 466, 468)들 사이에 위치하도록, 전지 모듈(120)은 열전달 부재(22)에 대응하여 위치한다. 또한, 플라스틱 프레임 부재들(810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828, 830, 832, 834, 836, 868)의 커플링 탭들(1508, 1602, 1612, 1622, 1632, 1642, 1652, 1662, 1672, 1682, 1692, 1702, 1712, 1722, 1732) 각각은 열전달 부재(20)의 플라스틱 커플링 부재(164)의 각각의 간격들(640, 642, 644, 646, 648, 650, 652, 654, 656, 658, 660, 662, 664, 666, 668) 사이에 위치한다.
도 4, 5 및 7을 참조하면, 추가적인 조립 과정에서, 숄더 볼트(890, 892) 및 너트(888, 889)가 전지 모듈(120)을 열전달 부재(22)에 연결하고, 플라스틱 프레임 부재들(810~838) 및 말단 플레이트(880, 882)를 서로 연결하기 위해 사용된다.
숄더 볼트(890)는 말단 플레이트(882)에 대향하여 인접하게 위치하는 헤드부, 및 각각의 플라스틱 프레임 부재들(810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828, 830, 832, 834, 836, 838)의 커플링 탭들(1506, 1600, 1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, 1680, 1690, 1700, 1710, 1720, 1730)의 관통구 및 열전달 부재(22)의 플라스틱 커플링 부재(162)의 플라스틱 커플링 탭들(310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340)의 관통구를 통과하여 연장되는 샤프트부를 포함한다. 너트(888)는 숄더 볼트(890)의 샤프트부의 나사형 단부와 나사식으로 결합되고 말단 플레이트(880)에 대향하여 인접하게 위치한다.
숄더 볼트(892)는 말단 플레이트(882)에 대향하여 인접하게 위치하는 헤드부, 및 각각의 플라스틱 프레임 부재들(810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 826, 828, 830, 832, 834, 836, 838)의 커플링 탭들(1508, 1602, 1612, 1622, 1632, 1642, 1652, 1662, 1672, 1682, 1692, 1702, 1712, 1722, 1732)의 관통구 및 열전달 부재(22)의 플라스틱 커플링 부재(162)의 플라스틱 커플링 탭들(510, 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536, 538, 540)의 관통구를 통과하여 연장되는 샤프트부를 포함한다. 너트(889)는 숄더 볼트(890)의 샤프트부의 나사형 단부와 나사식으로 결합되고 말단 플레이트(880)에 대향하여 인접하게 위치한다.
도 4, 14, 16, 23 및 24를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 시스템(10)의 조립 방법의 플로우차트가 설명될 것이다. 간략하게 하기 위하여, 전지 모듈(120)에 포함되는 하나의 파우치형 전지셀에 대해서만 설명될 것이다.
단계 1800에서, 사용자는 열전도성 베이스 부재(20), 열전달 부재(22), 열전도성 접착부(30) 및 전지 모듈(120)을 포함하는 전지 시스템(10)을 제공한다. 열전달 부재(22)는 상면부(170)와 저면부(172)를 구비하는 금속 플레이트(160)를 가지고 있다. 금속 플레이트(160)의 상면부(170)는 금속 플레이트(160)의 내부로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 그루브(230)를 가지고 있다. 전지 모듈(120)은 파우치형 전지셀(730)을 가지고 있다. 파우치형 전지셀(730)은 제 1 단부(916) 및 제 2 단부(918)를 구비하는 외부 하우징(914)을 포함한다.
단계 1802에서, 접착제 분배 장치(1900)는 열전도성 접착부(30)를 열전달 부재(22)의 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(230) 내에 배치한다.
단계 1804에서, 배치 장치는 파우치형 전지셀(730)의 외부 하우징(914)의 제 1 단부(916)가 열전도성 접착부(30)에 직접 맞닿아 있고 금속 플레이트(160)의 실질적으로 원호 형상의 그루브(230) 바로 위에 위치하도록 전지 모듈(120)을위치시킴으로써, 열전도성 접착부(30)가 파우치형 전지셀(730)의 외부 하우징(914)의 제 1 단부(916)를 열전달 부재(22)의 금속 플레이트(160)에 연결시킨다. 단계 1806에서, 배치 장치(1902)는, 열전달 부재(22)의 금속 플레이트(160)의 저면부(172)를 열전도성 베이스 부재(20) 상에 위치시킨다.
시스템(10)의 장점은, 전지 시스템(10)은 열전달 부재(22) 상에 열전도성 접착부(30~88)를 사용하고, 상기 열전도성 접착부(30~88)는 전지 모듈(120)의 파우치형 전지셀의 단부에 대향하여 직접 맞닿아 있고, 열전달 부재(22)는, 파우치형 전지셀들 사이에 위치하는 냉각핀을 사용하지 않으면서, 파우치형 전지셀로부터 열전도성 베이스 부재(20)로 열에너지를 이송하는 전지 시스템(10)이라는 점이다.
도 2 및 25를 참조하면, 전지 시스템(10)의 다른 하나의 실시예에서, 열전도성 베이스 부재(20)는 열전도성 베이스 부재(2000)로 대체되었다. 열전도성 베이스 부재(2000)는 베이스 플레이트(2002) 및 베이스 플레이트(2002)의 저면으로부터 하측으로 연장된 열 핀(2004, 2006, 2008, 2010, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020)을 포함한다. 이와 같은 경우, 열전달 부재(22)는 베이스 플레이트(2002) 상에 위치한다. 열전도성 베이스 부재(2000)는 열에너지를 열전달 부재(22)로부터 열 핀(2004~2020)을 통과하며 흐르는 공기로 전달하도록 형성되어 있다. 하나의 실시예에서, 베이스 플레이트(2002) 및 열 핀(2004~2020)은 금속으로 이루어져 있다. 다른 하나의 실시예에서, 물론 베이스 플레이트(2002) 및 열 핀(2004~2020)은 다른 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
비록 본 발명은 단지 제한된 수의 예시에만 관련하여 구체적으로 기술되었지만, 본 발명이 상기에 표현된 예시에만 한정되는 것은 아니라는 점을 인식해야 한다. 더 정확하게는, 본 발명은 변형, 변경, 교체 또는 여기에 표현된 것 뿐만 아니라 본 발명의 의도와 범주에 적합하도록 상응하는 조합으로 얼마든지 부합하도록 수정될 수 있다. 더욱이, 비록 본 발명의 다양한 예시들이 표현되었지만, 본 발명의 양상은 단지 표현된 예시의 일부만을 포함할 수 있다는 점을 인식해야 한다. 따라서, 본 발명은 상기 표현에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전지 시스템은, 열전달 부재 상에 열전도성 접착부를 사용하고, 상기 열전도성 접착부는 전지 모듈의 파우치형 전지셀의 단부에 대향하여 직접 맞닿아 있고, 열전달 부재는, 파우치형 전지셀들 사이에 위치하는 냉각핀을 사용하지 않으면서, 파우치형 전지셀로부터 열전도성 베이스 부재로 열에너지의 이송이 가능한 효과가 있다

Claims (14)

  1. 하우징 및 열전도성 베이스 층을 가진 열전도성 베이스 부재(thermally conductive base member)로서, 상기 열전도성 베이스 층이 하우징의 최상면에 연결되어 있는 구조의 열전도성 베이스 부재;
    상면부(top portion)와 저면부(bottom portion)를 가진 금속 플레이트를 포함하고 있고, 상기 금속 플레이트의 저면부가 상기 열전도성 베이스 부재의 표면에 위치되어 있으며, 상기 금속 플레이트의 상면부가 금속 플레이트의 내측으로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브를 가진 구조의 열전달 부재(thermal transfer member);
    상기 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 내에 위치한 제 1 열전도성 접착부(thermally conductive adhesive portion); 및
    제 1 파우치형 전지셀을 구비하고 있는 전지 모듈(battery module)로서, 상기 제 1 파우치형 전지셀은 제 1 단부(end portion) 및 제 2 단부가 있는 제 1 외부 하우징(outer housing)을 가지고 있으며, 상기 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부는 제 1 열전도성 접착부에 직접 맞닿아 있고 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 바로 위에 위치해 있어서, 상기 제 1 열전도성 접착부가 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부를 금속 플레이트에 고정식으로 연결하는 구조의 전지 모듈;
    을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 플레이트의 상면부는 금속 플레이트의 내측으로 연장되는 실질적으로 원호 형상인 제 2 그루브를 추가로 포함하고 있고, 실질적으로 원호 형상인 상기 제 2 그루브는 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브와 실질적으로 평행하게 연장되어 있으며;
    상기 전지 시스템은 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 2 그루브 내에 위치한 제 2 열전도성 접착부를 추가로 가지고 있고;
    상기 전지 모듈은 제 2 파우치형 전지셀을 추가로 가지고 있으며, 상기 제 2 파우치형 전지셀은 제 1 단부 및 제 2 단부가 있는 제 2 외부 하우징을 가지고 있고, 상기 제 2 파우치형 전지셀의 제 2 외부 하우징의 제 1 단부는 제 2 열전도성 접착부 상에 위치하고 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 2 그루브 바로 위에 위치해 있어서, 상기 제 2 열전도성 접착부가 제 2 파우치형 전지셀의 제 2 외부 하우징의 제 1 단부를 금속 플레이트에 고정식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 주요 면(major surface)은 제 2 파우치형 전지셀의 제 2 외부 하우징의 주요 면과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브의 폭은 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부의 폭과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브의 깊이는 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부의 높이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 압출된 알루미늄 플레이트인 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열전도성 접착부는 실리콘계 열전도성 접착제인 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열전도성 접착부는 에폭시계 열전도성 접착제인 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열전도성 접착부는 열전도율이 1.0 내지 4.0 W/K·m인 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 모듈은 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징에 대향하여 위치한 제 1 플라스틱 프레임 부재(plastic frame member)를 추가로 포함하고 있고; 상기 제 1 플라스틱 프레임 부재는 상부 벽(top wall), 제 1 및 제 2 측벽들(side walls), 및 제 1 및 제 2 커플링 탭들(coupling tabs)을 갖고 있으며;
    상기 상부 벽은 제 1 측벽의 상단부와 제 2 측벽의 상단부 사이에서 연결되어 있고;
    상기 제 1 및 제 2 측벽들은 제 1 방향으로 서로 실질적으로 평행하게 연장되어 있으며;
    상기 제 1 커플링 탭은 제 1 측벽의 하단부에 연결되어 있고 제 1 측벽으로부터 제 2 방향으로 외부 연장되어 있으며, 상기 제 2 방향은 제 1 방향과 수직이고, 제 1 커플링 탭을 관통하는 제 1 개구(aperture)를 가지고 있으며;
    상기 제 2 커플링 탭은 제 2 측벽의 하단부와 연결되어 있고 제 2 측벽으로부터 제 3 방향으로 외부 연장되어 있으며, 상기 제 3 방향은 제 1 방향과 수직이고 제 2 방향과 반대이며, 제 2 커플링 탭을 관통하는 제 2 개구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열전달 부재는 제 1 및 제 2 플라스틱 커플링 탭들을 추가로 포함하고 있고, 상기 탭들은 각각 금속 플레이트의 제 1 및 제 2 단부들로부터 외부로 연장되어 연결되어 있으며; 상기 제 1 및 제 2 플라스틱 커플링 탭들은 각각 관통하는 제 1 및 제 2 개구들을 가지고 있고;
    상기 열전달 부재가 전지 모듈에 대향하여 위치해 있어서, 상기 열전달 부재의 제 1 및 제 2 플라스틱 커플링 탭들의 제 1 및 제 2 개구들은 각각 제 1 플라스틱 프레임 부재의 제 1 및 제 2 커플링 탭의 제 1 및 제 2 개구들과 각각 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전지 시스템은 제 1 및 제 2 볼트들을 추가로 포함하고 있고;
    상기 제 1 볼트는 열전달 부재의 제 1 플라스틱 커플링 탭의 제 1 개구와 제 1 플라스틱 프레임 부재의 제 1 커플링 탭의 제 1 개구를 관통하여, 상기 열전달 부재를 전지 모듈의 제 1 플라스틱 프레임 부재에 연결하며;
    상기 제 2 볼트는 열전달 부재의 제 2 플라스틱 커플링 탭의 제 2 개구와 제 1 플라스틱 프레임 부재의 제 2 커플링 탭의 제 2 개구를 관통하여, 상기 열전달 부재를 전지 모듈의 제 2 플라스틱 프레임 부재에 연결하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 열전도성 베이스 부재의 하우징은 밀폐된 내부 영역(enclosed interior region)을 가지고 있고, 상기 열전도성 베이스 부재는 열전도성 베이스 부재에 연결된 유입 포트(inlet port)와 배출 포트(outlet port)를 추가로 가지고 있어, 상기 유입 포트와 배출 포트가 밀폐된 내부 영역과 유동적으로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  14. 전지 시스템을 조립하는 방법으로서,
    열전도성 베이스 부재, 열전달 부재, 제 1 열전도성 접착부, 및 전지 모듈을 제공하는 단계로서, 상기 열전달 부재는 상면부와 저면부를 구비한 금속 플레이트를 가지고 있고, 상기 금속 플레이트의 상면부는 금속 플레이트 내부로 연장되어 있는 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브를 가지고 있으며, 상기 전지 모듈은 제 1 단부와 제 2 단부를 구비한 제 1 외부 하우징을 포함하는 제 1 파우치형 전지셀을 가지고 있는 단계;
    접착제 분배 장치(adhesive dispensing device)를 사용하여, 실질적으로 원호 형상인 금속 플레이트의 제 1 그루브에 제 1 열전도성 접착부를 위치시키는 단계;
    배치 장치(placement machine)를 사용하여, 상기 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부가 제 1 열전도성 접착부에 직접 맞닿아 있고 금속 플레이트의 실질적으로 원호 형상인 제 1 그루브 바로 위에 위치하도록, 전지 모듈을 위치시키고, 상기 제 1 열전도성 접착부가 제 1 파우치형 전지셀의 제 1 외부 하우징의 제 1 단부를 열전달 부재의 금속 플레이트에 연결시키는 단계; 및
    상기 배치 장치를 사용하여, 상기 열전달 부재의 금속 플레이트의 저면부를 열 전도성 베이스 부재 상에 위치시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템의 조립 방법.
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