KR20210016826A - Battery Module Including Heat Sink and Battery Pack And Vehicle - Google Patents

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cooling
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module
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진희준
이정훈
김경모
문정오
박진용
박진하
지호준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

Disclosed is a battery module, in which mechanical rigidity and cooling efficiency of a module housing are simultaneously increased. To achieve this, according to the present invention, the battery module comprises: at least one cell assembly including a plurality of battery cells having electrode terminals, respectively; the module housing including a sidewall configured to have an interior space to receive the at least one cell assembly; and at least one cooling member disposed on one side or the other side of the cell assembly and configured to support a sidewall of the module housing in an outward direction.

Description

냉각 부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 자동차 {Battery Module Including Heat Sink and Battery Pack And Vehicle}Battery Module Including Heat Sink and Battery Pack And Vehicle with cooling member

본 발명은 냉각 부재를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모듈 하우징의 기계적 강성 및 냉각 효율을 동시에 높인 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack having a cooling member, and to a vehicle, and more particularly, to a battery module in which mechanical rigidity and cooling efficiency of a module housing are simultaneously increased, and a battery pack including the same and a vehicle.

이차 전지는 다양한 제품군에 적용성이 높고, 높은 에너지 밀도를 가지는 전기적 특성을 가지고 있다. 이러한 이차 전지는 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량, 전력 저장 장치 등에 적용되고 있다.The secondary battery has high applicability to various product groups and has electrical characteristics with high energy density. Such secondary batteries are applied not only to portable electronic devices, but also to electric vehicles or hybrid vehicles driven by an electric drive source, and power storage devices.

이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점 뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.

전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 배터리 셀들을 포함하는 다수의 배터리 모듈을 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 개개의 배터리 셀은 전극 조립체로서, 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.A battery pack applied to an electric vehicle or the like has a structure in which a plurality of battery modules including a plurality of battery cells are connected to obtain high output. In addition, each battery cell is an electrode assembly, and can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between constituent elements including positive and negative current collectors, separators, active materials, and electrolytes.

최근, 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 셀 어셈블리를 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 모듈에 대한 수요가 증가하고 있다. 이때, 배터리 모듈은, 한정된 공간에 많은 이차 전지를 수납할 수 있도록 배터리 모듈을 밀착 배열하여 구성할 수 있었다.In recent years, as the need for a large-capacity structure, including use as an energy storage source, increases, a demand for a battery module having a multi-module structure in which a plurality of secondary batteries are assembled in series and/or a plurality of cell assemblies connected in parallel is increasing. In this case, the battery module may be configured by closely arranging the battery modules so as to accommodate many secondary batteries in a limited space.

예를 들면, 종래기술의 배터리 모듈은, 복수의 셀 어셈블리들을 모듈 하우징 내에 고정하도록 구성한 예가 있었다. 또한, 종래기술에서는, 배터리 모듈의 모듈 하우징 내에 수용되는 셀 어셈블리의 양을 최대화 시키기 위해(에너지 밀도를 높이기 위해), 더 많은 내부 공간을 확보할 필요가 있었고, 이를 위해 모듈 하우징의 내부에 외측벽을 지지하도록 구성된 내부벽을 생략할 필요가 있었다.For example, there has been an example in which a battery module of the prior art is configured to fix a plurality of cell assemblies in a module housing. In addition, in the prior art, in order to maximize the amount of cell assembly accommodated in the module housing of the battery module (to increase the energy density), it was necessary to secure more internal space, and for this purpose, an outer wall was provided inside the module housing. It was necessary to omit the inner wall configured to support it.

그러나, 내부벽의 수를 줄이거나, 생략할 경우, 배터리 모듈의 모듈 하우징의 중심 부위가 외부 충격에 취약해질 수 있는 단점이 있었다.However, if the number of inner walls is reduced or omitted, the central portion of the module housing of the battery module may become vulnerable to external impact.

더욱이, 배터리 모듈의 모듈 하우징 내에 수용되는 셀 어셈블리의 양을 최대화 시킬 경우, 모듈 하우징 내부에 발생되는 열 또한 증가되므로, 냉각 효율을 증대시킬 필요 또한 늘어났다. 특히, 고용량의 배터리 모듈일 수록, 모듈 하우징 내에 수용된 셀 어셈블리에 구비된 복수의 이차전지 간의 온도 편차가 심화되는 문제 또한 해결의 필요성이 커지고 있다.Moreover, when the amount of cell assembly accommodated in the module housing of the battery module is maximized, heat generated inside the module housing is also increased, and thus the need to increase cooling efficiency is also increased. In particular, as a battery module having a higher capacity, the need to solve a problem in which temperature deviation between a plurality of secondary batteries provided in a cell assembly accommodated in a module housing becomes deeper is also increasing.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 모듈 하우징의 기계적 강성 및 냉각 효율을 동시에 높인 배터리 모듈 및 그것을 포함한 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery module in which mechanical rigidity and cooling efficiency of a module housing are simultaneously increased, a battery pack including the same, and a vehicle.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,The battery module according to the present invention for achieving the above object,

각각에 전극 단자가 구비된 복수의 전지셀을 구비한 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리;At least one cell assembly including a plurality of battery cells each having an electrode terminal;

상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리를 수용하는 내부 공간을 가지도록 구성된 측벽을 구비한 모듈 하우징; 및A module housing having a side wall configured to have an inner space for accommodating the at least one cell assembly; And

상기 셀 어셈블리의 일측 또는 타측에 위치되고 상기 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 지지하도록 구성된 적어도 하나 이상의 냉각 부재를 포함한다.And at least one cooling member positioned on one side or the other side of the cell assembly and configured to support a sidewall of the module housing in an outward direction.

더욱이, 상기 냉각 부재에는 상기 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 관통 삽입하도록 구성된 냉매 주입구 및 냉매 배출구가 구비될 수 있다.Furthermore, the cooling member may be provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet configured to penetrate the sidewall of the module housing in an external direction.

그리고, 상기 냉각 부재의 외면에서 외부 방향으로 돌출된 고정 돌기가 구비되고, 상기 모듈 하우징에는 상기 고정 돌기가 삽입되도록 내입된 고정홈이 구비될 수 있다.In addition, a fixing protrusion protruding outward from an outer surface of the cooling member may be provided, and a fixing groove recessed so that the fixing protrusion is inserted may be provided in the module housing.

나아가, 상기 복수의 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전극 단자와 접촉하도록 구성된 버스바를 구비하고, 상기 냉각 부재의 일 부분은 상기 버스바와 대면하도록 구성되며, 상기 버스바와 상기 냉각 부재 사이에는 열전도성 물질이 상기 버스바의 일부분 및 상기 복수의 전지셀의 일부분 중 어느 하나 이상과 접촉하도록 개재될 수 있다.Further, a bus bar configured to contact an electrode terminal to electrically connect the plurality of battery cells is provided, and a portion of the cooling member is configured to face the bus bar, and a thermally conductive material is formed between the bus bar and the cooling member. It may be interposed so as to contact any one or more of a portion of the bus bar and a portion of the plurality of battery cells.

또한, 상기 셀 어셈블리는 상기 복수의 전지셀의 외측면을 감싸도록 연장된 냉각 핀을 더 구비하고, 상기 냉각 핀의 적어도 일부분은 상기 냉각 부재와 연결 또는 결합될 수 있다.In addition, the cell assembly may further include cooling fins extending to surround outer surfaces of the plurality of battery cells, and at least a portion of the cooling fins may be connected or coupled to the cooling member.

더욱이, 상기 냉각 핀에는 상기 복수의 전지셀의 외면과 접촉하도록 구성된 열전도성 물질을 수용하는 공간을 가진 수용부가 구비될 수 있다.Further, the cooling fin may be provided with a receiving portion having a space for receiving a thermally conductive material configured to contact the outer surfaces of the plurality of battery cells.

그리고, 상기 셀 어셈블리는 상기 복수의 전지셀이 삽입되는 복수의 중공관을 가진 냉각 프레임을 더 구비하고,And, the cell assembly further includes a cooling frame having a plurality of hollow pipes into which the plurality of battery cells are inserted,

상기 냉각 프레임의 최 외측벽의 일 방향의 말단은 상기 냉각 부재와 접촉하도록 구성되고,An end in one direction of the outermost wall of the cooling frame is configured to contact the cooling member,

상기 냉각 프레임의 최 외측벽 보다 상대적으로 중심 측에 위치한 내측벽은 상기 최 외측벽 보다 상기 복수의 전지셀이 삽입되는 방향의 길이가 짧도록 구성될 수 있다.The inner wall located at the center side relative to the outermost wall of the cooling frame may be configured to have a shorter length in the direction in which the plurality of battery cells are inserted than the outermost wall.

또한, 상기 냉각 프레임의 최 외측벽에는 상기 버스바의 일부분이 외부로 돌출 연장되도록 개구된 연결구가 형성될 수 있다.In addition, a connector opening may be formed on the outermost wall of the cooling frame so that a portion of the bus bar protrudes to the outside.

더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한다.Moreover, the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes at least one battery module.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩을 포함한다.In addition, the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes the battery pack.

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은 셀 어셈블리의 일측 또는 타측에 위치되고 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 지지하도록 구성된 적어도 하나 이상의 냉각 부재를 구비함으로써, 셀 어셈블리를 냉각 시키는 기능 뿐만 아니라, 냉각 부재를 하나의 모듈 하우징의 기둥 또는 내벽으로 기능할 수 있고, 이에 따라, 모듈 하우징의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the battery module of the present invention has at least one cooling member positioned on one side or the other side of the cell assembly and configured to support the sidewall of the module housing in an outward direction, thereby cooling the cell assembly. In addition, the cooling member may function as a pillar or an inner wall of one module housing, thereby effectively increasing the mechanical rigidity of the module housing.

더욱이, 본 발명은, 오직 하나의 모듈 하우징이 외부 충격으로부터 내부 구성들을 보호하는 경우와 비교하여, 내부벽 역할을 수행할 수 있는 냉각 부재에 의해 외부 충격에 대한 내부 구성을 방어하는 능력을 효과적으로 높일 수 있어, 배터리 모듈의 안전성을 크게 높일 수 있다. 특히, 다수의 셀 어셈블리가 내장된 배터리 모듈인 경우, 모듈 하우징의 내벽의 구성을 대신하여 냉각 부재를 이용할 수 있으므로, 내부 공간의 활용도를 높일 수 있는 바, 배터리 모듈의 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다.Moreover, the present invention can effectively increase the ability to protect the internal components against external impacts by a cooling member that can serve as an internal wall, compared to the case where only one module housing protects the internal components from external impacts. Therefore, the safety of the battery module can be greatly increased. In particular, in the case of a battery module in which a plurality of cell assemblies are embedded, a cooling member can be used in place of the configuration of the inner wall of the module housing, so that the utilization of the internal space can be increased, and the energy density of the battery module can be effectively increased. .

그리고, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 냉각 부재에는 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 관통 삽입하도록 구성된 냉매 주입구 및 냉매 배출구가 구비됨으로써, 모듈 하우징과 냉각 부재 간의 결합력을 효과적으로 높일 수 있다. 이러한 구조로 모듈 하우징과 결합된 냉각 부재는 외부 충격에 대해서 더욱 강한 지지력으로 모듈 하우징의 측벽을 지지할 수 있다. 나아가, 냉각 부재의 위치를 정위치에 배치하는 것을 모듈 하우징의 개구를 통해 손쉽게 수행할 수 있는 이점이 있다.Further, according to another aspect of the present invention, the cooling member is provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet configured to penetrate the sidewall of the module housing in an outward direction, so that the coupling force between the module housing and the cooling member can be effectively increased. With this structure, the cooling member coupled to the module housing can support the side wall of the module housing with a stronger supporting force against external impact. Furthermore, there is an advantage that it is possible to easily perform the positioning of the cooling member in the correct position through the opening of the module housing.

또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 냉각 부재의 외면에서 외부 방향으로 돌출된 고정 돌기가 구비되고, 모듈 하우징에는 고정 돌기가 삽입되도록 내입된 고정홈이 구비됨으로써, 냉각 부재를 모듈 하우징의 측벽에 좀더 강한 결속력으로 결합 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 구조로 모듈 하우징과 결합된 냉각 부재는 외부 충격에 대해서 더욱 강한 지지력으로 모듈 하우징의 측벽을 지지할 수 있다.In addition, according to this aspect of the present invention, a fixing protrusion protruding outward from the outer surface of the cooling member is provided, and a fixing groove inserted into the module housing to insert the fixing protrusion is provided. There is an advantage of being able to bond and fix with a stronger binding force. With this structure, the cooling member coupled to the module housing can support the side wall of the module housing with a stronger supporting force against external impact.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은, 도 5의 A-A'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부분을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재 및 냉각 핀을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 복수의 전지셀 및 냉각 핀을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은, 도 9의 C-C'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부분을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. It is limited only to and should not be interpreted.
1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to an embodiment of the present invention.
6 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of the battery module cut along the line AA′ of FIG. 5.
7 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective view schematically showing a cooling member and a cooling fin, which are some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
9 is a perspective view schematically showing a plurality of battery cells and cooling fins, which are some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention.
10 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the battery module cut along the line C-C' of FIG. 9.
11 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention.
12 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a plan view schematically showing a battery pack according to an embodiment of the present invention. And, Figure 2 is a perspective view schematically showing some configurations of the battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention. And, Figure 3 is an exploded perspective view schematically showing the separated state of some components of the battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리(100), 모듈 하우징(120), 및 적어도 하나 이상의 냉각 부재(130)를 포함할 수 있다.1 to 3, the battery module 200 according to an embodiment of the present invention may include at least one cell assembly 100, a module housing 120, and at least one cooling member 130. I can.

여기서, 상기 셀 어셈블리(100)는 복수의 전지셀(110)을 구비할 수 있다. 상기 전지셀(110)은 원통형 전지셀(110)일 수 있다. 상기 원통형 전지셀(110)은, 원통형 전지캔(112), 및 상기 전지캔(112)의 내부에 수용된 전극 조립체(보이지 않음)를 포함할 수 있다.Here, the cell assembly 100 may include a plurality of battery cells 110. The battery cell 110 may be a cylindrical battery cell 110. The cylindrical battery cell 110 may include a cylindrical battery can 112 and an electrode assembly (not shown) accommodated in the battery can 112.

또한, 상기 원통형 전지셀(110)은 상기 전지캔(112)이 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 전지캔(112)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(112)은 알루미늄 합금 또는 구리 합금을 포함할 수 있다.In addition, the cylindrical battery cell 110 may be configured in a shape in which the battery can 112 is erected in a vertical direction. Moreover, the battery can 112 includes a material having high electrical conductivity, and for example, the battery can 112 may include an aluminum alloy or a copper alloy.

그리고, 복수의 전지셀(110) 각각에 전극 단자(111)가 구비될 수 있다. 상기 전지캔(112)의 상부 및 하부 각각에 2개의 전극 단자(111)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지캔(112)의 상단의 평평한 원형의 상면에는 양극 단자(111a)가 형성될 수 있고, 상기 전지캔(112)의 하단의 평평한 원형의 하면에는 음극 단자(111b)가 형성될 수 있다.In addition, an electrode terminal 111 may be provided on each of the plurality of battery cells 110. Two electrode terminals 111 may be formed on each of the upper and lower portions of the battery can 112. Specifically, a positive terminal 111a may be formed on a flat circular upper surface of the upper end of the battery can 112, and a negative terminal 111b may be formed on a flat circular lower surface of the lower end of the battery can 112. I can.

또한, 상기 전지캔(112)의 측부에는 전기적 절연 부재가 피복될 수 있다.In addition, an electrical insulating member may be coated on the side of the battery can 112.

즉, 상기 전지캔(112)은 내부에 전극 조립체의 전극(도시하지 않음)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 의도하지 않은 도전성 물체가 상기 전지캔(112)에 접촉하여 전기 누설이 발생하지 않도록 상기 절연 부재로서 상기 전지캔(112)의 측부를 둘러싸는 절연 필름(도시하지 않음) 또는 전기 절연성의 접착제가 피복될 수 있다.That is, since the battery can 112 is electrically connected to an electrode (not shown) of the electrode assembly therein, the insulation is made so that an unintended conductive object does not contact the battery can 112 to cause electric leakage. As a member, an insulating film (not shown) or an electrically insulating adhesive surrounding the side of the battery can 112 may be coated.

또한, 전극 조립체(도시하지 않음)는, 양극 활물질이 코팅된 양극판을 구비한 양극과 음극 활물질이 코팅된 음극판을 구비한 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 양극(도시하지 않음)은 양극 탭이 부착되어 전지캔(112)의 상단의 양극 단자(111a)에 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭이 부착되어 전지캔(112)의 하단의 음극 단자(111b)에 전기적으로 접속될 수 있다.In addition, the electrode assembly (not shown) may be formed in a structure wound in a jelly-roll type with a separator interposed between a positive electrode having a positive electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode plate having a negative electrode active material coated. I can. Moreover, the positive electrode (not shown) may be electrically connected to the positive electrode terminal 111a on the upper end of the battery can 112 by attaching a positive electrode tab. In addition, a negative electrode tab is attached to the negative electrode (not shown) to be electrically connected to the negative electrode terminal 111b at the lower end of the battery can 112.

나아가, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)은 수평 방향으로 눕혀진 형태로 좌우 방향(x 방향)으로 배치될 수 있다.Further, the plurality of cylindrical battery cells 110 may be disposed in a horizontal direction (x direction) in a horizontal direction.

상기 복수의 전지셀(110)은 상기 모듈 하우징(120) 내부에 수용될 경우, 수평 방향(x 방향 또는 y방향)으로 눕혀진 형태로 배치될 수 있다.When the plurality of battery cells 110 are accommodated in the module housing 120, the plurality of battery cells 110 may be disposed in a horizontal direction (x or y direction).

여기서 수평 방향이란, 상기 원통형 전지셀(110)을 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이라고도 할 수 있다.Here, the horizontal direction can be said to mean a direction parallel to the ground when the cylindrical battery cell 110 is placed on the ground, and may also be called at least one direction on a plane perpendicular to the vertical direction.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하나의 셀 어셈블리(100)에는 24개의 원통형 전지셀(110)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 24개의 원통형 전지셀(110)은 수평 방향으로 눕혀진 형태로, 상하 방향(z 방향) 및 좌우 방향(y 방향)으로 서로 인접하도록 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the single cell assembly 100 includes 24 cylindrical battery cells 110. In addition, the 24 cylindrical battery cells 110 may be laid in a horizontal direction and disposed to be adjacent to each other in an up-down direction (z direction) and a left-right direction (y direction).

그리고, 상기 셀 어셈블리(100)의 전면 및 후면 각각에는 버스바(140)가 탑재될 수 있다. 여기서, 상기 버스바(140)는 상기 복수의 전지셀(110)의 일측에 배치되고 일방향으로 길게 연장된 플레이트 형상의 본체부(140a)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 버스바(140)의 본체부(140a)의 일부분에는 상기 복수의 전지셀(110)의 전극 단자(111)와 접촉할 수 있도록 접속 단자(140b)가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 전지셀(110)의 전면 및 후면 각각에는 상기 버스바(140)가 탑재될 수 있다. 상기 전지셀(110)은 상기 버스바(140)의 접속 단자(140b)가 상기 복수의 전지셀(110)의 전극 단자(111)와 접촉할 수 있다.In addition, a bus bar 140 may be mounted on each of the front and rear surfaces of the cell assembly 100. Here, the bus bar 140 may include a plate-shaped body portion 140a disposed on one side of the plurality of battery cells 110 and elongated in one direction. In addition, at least one connection terminal 140b may be provided on a portion of the main body 140a of the bus bar 140 so as to contact the electrode terminals 111 of the plurality of battery cells 110. For example, as shown in FIG. 3, the bus bar 140 may be mounted on each of the front and rear surfaces of the plurality of battery cells 110. The battery cell 110 may have a connection terminal 140b of the bus bar 140 in contact with the electrode terminals 111 of the plurality of battery cells 110.

상기 버스바(140)는 전기 전도성 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 전기 전도성 소재는, 구리, 니켈, 알루미늄, 금, 은 등이 주재료로 구성된 금속 합금일 수 있다.The bus bar 140 may include an electrically conductive material. For example, the electrically conductive material may be a metal alloy composed of copper, nickel, aluminum, gold, silver, and the like as main materials.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 모듈 하우징(120)은 상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리(100)를 수용하는 내부 공간을 가지도록 구성된 측벽(121)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)은, 상측벽(121a), 하측벽(121b), 전측벽(121c), 후측벽(121d), 좌측벽(121e), 및 우측벽(121f)을 구비할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the module housing 120 may include a sidewall 121 configured to have an inner space accommodating the at least one cell assembly 100. For example, as shown in Figure 1, the side wall 121 of the module housing 120, the upper wall (121a), the lower wall (121b), the front wall (121c), the rear wall (121d), left A wall 121e and a right side wall 121f may be provided.

구체적으로, 상기 모듈 하우징(120)은, 상부 플레이트(122), 중부 케이스(123), 및 하부 플레이트(124)를 더 포함할 수 있다. 상기 중부 케이스(123)는, 상단부가 상기 상부 플레이트(122)와 결합되고 하단부가 상기 하부 플레이트(124)와 결합된 형태일 수 있다. 또한, 상기 중부 케이스(123)는 상하 방향으로 개방된 통 형태일 수 있다. 상기 하부 플레이트(124)의 상면에는 복수의 셀 어셈블리(100)가 탑재될 수 있다.Specifically, the module housing 120 may further include an upper plate 122, a middle case 123, and a lower plate 124. The middle case 123 may have an upper end portion coupled to the upper plate 122 and a lower portion coupled to the lower plate 124. In addition, the middle case 123 may have a cylindrical shape that is open in a vertical direction. A plurality of cell assemblies 100 may be mounted on the upper surface of the lower plate 124.

상기 모듈 하우징(120)은, 전기 절연성의 고강도 플라스틱, 또는 기계적 강성이 우수한 금속 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 소재는 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금, 또는 강철일 수 있다.The module housing 120 may be formed of a high-strength plastic having electrical insulation or a metal material having excellent mechanical rigidity. For example, the metal material may be stainless steel, aluminum alloy, or steel.

다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 냉각 부재(130)는 상기 셀 어셈블리(100)의 일측 또는 타측에 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 2개의 냉각 부재(130)가 상기 셀 어셈블리(100)의 전방측 또는 후방측에 위치될 수 있다. 그리고, 2개의 셀 어셈블리(100) 사이에 상기 냉각 부재(130)가 개재되도록 구성될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 3, the cooling member 130 may be located on one side or the other side of the cell assembly 100. For example, the two cooling members 130 may be located on the front side or the rear side of the cell assembly 100. In addition, the cooling member 130 may be interposed between the two cell assemblies 100.

예를 들면, 상기 냉각 부재(130)는 히트 싱크일 수 있다. 여기서, 히트 싱크는 복수의 셀 어셈블리(100) 사이에 위치되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 히트 싱크는, 내부에 냉매가 이동하도록 구성된 냉매 유로(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 히트 싱크는, 내부가 비어 있고 금속 외벽(130a)을 가진 박스 형태일 수 있다. 그리고, 상기 히트 싱크의 내부에는 냉매가 내장되거나, 또는 냉매가 외부에서 연속적으로 공급되는 동시에 승온된 냉매를 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 상기 냉매를 공급하거나 배출하기 위해 펌프를 사용할 수 있다.For example, the cooling member 130 may be a heat sink. Here, the heat sink may be configured to be positioned between the plurality of cell assemblies 100. Specifically, the heat sink may have a coolant passage (not shown) configured to move the coolant therein. For example, the heat sink may be in the form of a box having an empty interior and a metal outer wall 130a. In addition, a refrigerant may be embedded in the heat sink, or a refrigerant may be continuously supplied from the outside and the heated refrigerant may be discharged to the outside. A pump may be used to supply or discharge the refrigerant.

예를 들면, 상기 냉매는, 물, 프레온계 냉매, 암모니아, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 나프탈렌, 유황 또는 수은 등일 수 있다.For example, the refrigerant may be water, a freon-based refrigerant, ammonia, acetone, methanol, ethanol, naphthalene, sulfur or mercury.

또한, 상기 냉각 부재(130)는 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)을 외부 방향으로 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 부재(130)의 금속 외벽(130a)은 상기 모듈 하우징(120)의 상측벽(121a) 및 하측벽(121b) 각각을 상부 방향 및 하부 방향으로 지지하도록 구성될 수 있다.In addition, the cooling member 130 may be configured to support the sidewall 121 of the module housing 120 in an outward direction. For example, the metallic outer wall 130a of the cooling member 130 may be configured to support each of the upper and lower walls 121a and 121b of the module housing 120 in the upper and lower directions.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은 상기 셀 어셈블리(100)의 일측 또는 타측에 위치되고 상기 모듈 하우징(120)의 측벽을 외부 방향으로 지지하도록 구성된 적어도 하나 이상의 냉각 부재(130)를 구비함으로써, 셀 어셈블리(100)를 냉각 시키는 기능 뿐만 아니라, 상기 냉각 부재(130)를 하나의 모듈 하우징(120)의 기둥 또는 내벽으로 기능할 수 있고, 이에 따라, 상기 모듈 하우징(120)의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다.Accordingly, according to this configuration of the present invention, the battery module 200 of the present invention is positioned on one side or the other side of the cell assembly 100 and configured to support the sidewall of the module housing 120 in an outward direction. By providing the cooling member 130, as well as cooling the cell assembly 100, the cooling member 130 may function as a pillar or an inner wall of one module housing 120, and thus, the module The mechanical rigidity of the housing 120 can be effectively increased.

더욱이, 본 발명은, 오직 하나의 모듈 하우징(120)이 외부 충격으로부터 내부 구성들을 보호하는 경우와 비교하여, 내부벽 역할을 수행할 수 있는 냉각 부재(130)에 의해 외부 충격에 대한 내부 구성을 방어하는 능력을 효과적으로 높일 수 있어, 배터리 모듈(200)의 안전성을 크게 높일 수 있다. 특히, 다수의 셀 어셈블리(100)가 내장된 배터리 모듈(200) 경우, 모듈 하우징(120)의 내벽의 구성을 대신하여 냉각 부재(130)를 이용할 수 있으므로, 내부 공간의 활용도를 높일 수 있는 바, 배터리 모듈(200)의 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다.Moreover, the present invention, compared to the case where only one module housing 120 protects the internal components from external shocks, the internal configuration against external shocks is protected by the cooling member 130 that can serve as an internal wall. The ability to perform can be effectively increased, and the safety of the battery module 200 can be greatly improved. In particular, in the case of the battery module 200 in which a plurality of cell assemblies 100 are embedded, since the cooling member 130 can be used in place of the configuration of the inner wall of the module housing 120, the utilization of the internal space can be increased. , It is possible to effectively increase the energy density of the battery module 200.

다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 냉각 부재(130)에는 몸체로부터 외부 방향으로 돌출 연장된 냉매 주입구(132) 및 냉매 배출구(134)가 구비될 수 있다. 상기 냉매 주입구(132) 및 상기 냉매 배출구(134) 각각은 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)을 외부 방향으로 관통 삽입하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)에는 상기 냉매 주입구(132) 및 상기 냉매 배출구(134) 각각이 삽입되도록 구성된 개구가 형성될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 3, the cooling member 130 may be provided with a refrigerant inlet 132 and a refrigerant outlet 134 protruding outwardly from the body. Each of the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134 may be configured to penetrate the sidewall 121 of the module housing 120 in an external direction. In addition, an opening configured to insert each of the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134 may be formed in the sidewall 121 of the module housing 120.

예를 들면, 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 배터리 모듈(200)은 2개의 냉각 부재(130)를 구비하고 있고, 상기 2개의 냉각 부재(130) 각각에는 상부 방향으로 돌출 연장된 형태의 냉매 주입구(132) 및 냉매 배출구(134)가 구비될 수 있다. 또한, 도 3에서와 같이, 상기 모듈 하우징(120)의 상측벽(121a)에는 2개의 냉각 부재(130) 각각의 냉매 주입구(132) 및 냉매 배출구(134)가 관통 삽입될 수 있는 개구(T1)가 구비될 수 있다. 다시 말해, 상기 모듈 하우징(120)의 상부 플레이트(122)에는 냉매 주입구(132) 및 냉매 배출구(134)가 관통 삽입될 수 있는 개구(T1)가 구비될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the battery module 200 includes two cooling members 130, and each of the two cooling members 130 protrudes upwardly and extends. A refrigerant inlet 132 and a refrigerant outlet 134 may be provided. In addition, as shown in FIG. 3, the upper wall 121a of the module housing 120 has an opening T1 through which the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134 of each of the two cooling members 130 can be inserted. ) May be provided. In other words, the upper plate 122 of the module housing 120 may be provided with an opening T1 through which the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134 can be inserted.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(130)에는 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)을 외부 방향으로 관통 삽입하도록 구성된 냉매 주입구(132) 및 냉매 배출구(134)가 구비됨으로써, 상기 모듈 하우징(120)과 상기 냉각 부재(130) 간의 결합력을 효과적으로 높일 수 있다. 이러한 구조로 상기 모듈 하우징(120)과 결합된 냉각 부재(130)는 외부 충격에 대해서 더욱 강한 지지력으로 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)을 지지할 수 있다. 나아가, 상기 냉각 부재(130)의 위치를 정위치에 배치하는 것을 상기 모듈 하우징(120)의 개구(T1)를 통해 손쉽게 수행할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, according to this configuration of the present invention, the cooling member 130 is provided with a refrigerant inlet 132 and a refrigerant outlet 134 configured to penetrate the sidewall 121 of the module housing 120 in an external direction. , It is possible to effectively increase the coupling force between the module housing 120 and the cooling member 130. With this structure, the cooling member 130 coupled to the module housing 120 may support the sidewall 121 of the module housing 120 with a stronger support force against external impact. Furthermore, there is an advantage that it is possible to easily perform the positioning of the cooling member 130 in the correct position through the opening T1 of the module housing 120.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재를 개략적으로 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a cooling member that is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2와 함께 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉각 부재(130)는 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)과 결합되도록 구성된 고정 돌기(130p)가 구비될 수 있다. 상기 고정 돌기(130p)는 상기 냉각 부재(130)의 몸체(130a)의 외면에서 외부 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 부재(130)의 하면에는 하부 방향으로 돌출된 형태의 2개의 고정 돌기(130p)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4 along with FIGS. 1 and 2, the cooling member 130 according to an exemplary embodiment may be provided with a fixing protrusion 130p configured to be coupled to the side wall 121 of the module housing 120. The fixing protrusion 130p may have a shape protruding outward from an outer surface of the body 130a of the cooling member 130. For example, as shown in FIG. 4, two fixing protrusions 130p protruding downward may be provided on the lower surface of the cooling member 130.

또한, 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)에는 상기 고정 돌기(130p)가 삽입되도록 내입된 고정홈(도 2, T2)이 구비될 수 있다. 다시 말해, 상기 하부 플레이트(124)에는 상기 고정 돌기(130p)가 삽입되도록 구성된 고정홈(T2)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 냉각 부재(130) 각각에 2개의 고정 돌기(130p)가 구비될 경우, 상기 모듈 하우징(120)의 하측벽(121b)에는 4개의 고정홈(T2)이 구비될 수 있다.In addition, a fixing groove (FIG. 2, T2) inserted into the side wall 121 of the module housing 120 to insert the fixing protrusion 130p may be provided. In other words, the lower plate 124 may be provided with a fixing groove (T2) configured to insert the fixing protrusion (130p). For example, as shown in FIG. 2, when two fixing protrusions 130p are provided on each of the two cooling members 130, four fixing protrusions 130p are provided on the lower wall 121b of the module housing 120. A groove T2 may be provided.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 부재(130)의 외면에서 외부 방향으로 돌출된 고정 돌기(130p)가 구비되고, 상기 모듈 하우징(120)에는 상기 고정 돌기(130p)가 삽입되도록 내입된 고정홈(T2)이 구비됨으로써, 상기 냉각 부재(130)를 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)에 좀더 강한 결속력으로 결합 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 구조로 상기 모듈 하우징(120)과 결합된 냉각 부재(130)는 외부 충격에 대해서 더욱 강한 지지력으로 상기 모듈 하우징(120)의 측벽(121)을 지지할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the fixing protrusion 130p protruding outward from the outer surface of the cooling member 130 is provided, and the fixing protrusion 130p is inserted into the module housing 120. Since the fixed groove (T2) is provided, there is an advantage that the cooling member 130 can be coupled and fixed to the side wall 121 of the module housing 120 with a stronger binding force. With this structure, the cooling member 130 coupled to the module housing 120 may support the sidewall 121 of the module housing 120 with a stronger support force against external impact.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 6은, 도 5의 A-A'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부분을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.5 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to an embodiment of the present invention. And, FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the battery module cut along the line A-A' of FIG. 5.

도 3과 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 냉각 부재(130)의 일 부분은 상기 버스바(140)와 대면하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 부재(130)는 상기 버스바(140)를 기준으로 상기 셀 어셈블리(100)의 위치의 반대되는 방향에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 버스바(140)와 상기 냉각 부재(130) 사이에는 열전도성 물질(150A)이 개재될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 along with FIG. 3, a portion of the cooling member 130 may be configured to face the bus bar 140. For example, the cooling member 130 may be positioned in a direction opposite to the position of the cell assembly 100 with respect to the bus bar 140. In addition, a thermally conductive material 150A may be interposed between the bus bar 140 and the cooling member 130.

여기서, 상기 열전도성 물질(150A)은 열전도성 높은 소재를 구비할 수 있다. 또한, 상기 열전도성 물질(150A)은 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 열전도성 물질(150A)은 열전도성이 높은 고분자 수지 또는 실리콘계 수지가 고화된 형태일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 고분자 수지는, 폴리 실록산 수지, 폴리아미드 수지, 우레탄 수지, 또는 에폭시계 수지일 수 있다. 또는, 상기 열전도성 물질(150A)은, 부가된 접착 물질이 고화된 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 접착 물질은, 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 또는 고무계 등의 물질일 수 있다.Here, the thermally conductive material 150A may include a material having high thermal conductivity. In addition, the thermally conductive material 150A may include an electrically insulating material. For example, the thermally conductive material 150A may be in a form in which a polymer resin or silicone resin having high thermal conductivity is solidified. More specifically, the polymer resin may be a polysiloxane resin, a polyamide resin, a urethane resin, or an epoxy resin. Alternatively, the thermally conductive material 150A may have a form in which an added adhesive material is solidified. For example, the adhesive material may be a material such as acrylic, polyester, polyurethane, or rubber.

나아가, 상기 열전도성 물질(150A)은 상기 버스바(140)의 일부분 및 상기 복수의 전지셀(110) 일부분 중 어느 하나 이상과 접촉하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 버스바(140)의 접속 단자(144) 및 상기 전지셀(110)의 전극 단자(111)와 접속하도록 구성될 수 있다.Further, the thermally conductive material 150A may be configured to contact any one or more of a portion of the bus bar 140 and a portion of the plurality of battery cells 110. For example, as shown in FIG. 6, it may be configured to connect to the connection terminal 144 of the bus bar 140 and the electrode terminal 111 of the battery cell 110.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 버스바(140)와 상기 냉각 부재(130) 사이에는 열전도성 물질(150A)이 상기 버스바(140)의 일부분 및 상기 복수의 전지셀(110)의 일부분 중 어느 하나 이상과 접촉하도록 개재 시킴으로써, 배터리 모듈(200)이 사용 중에 발생되는 열을 효과적으로 냉각 부재(130)로 전달 시킬 수 있다. 특히, 상기 전지셀(110)과 버스바(140) 간의 접촉 부위에는 상대적으로 다른 부위보다 열 발생이 크므로, 상기 열전도성 물질(150A)을 통한 열전달이 더욱 효과적이다. 더불어, 상기 열전도성 물질(150A)은 전기 절연성을 가짐으로써, 냉각 부재로 인한 전기적 단락을 방지할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, a thermally conductive material 150A between the bus bar 140 and the cooling member 130 is partially formed of the bus bar 140 and the plurality of battery cells 110. By interposing to be in contact with any one or more of the parts, heat generated during use of the battery module 200 can be effectively transferred to the cooling member 130. In particular, since the contact portion between the battery cell 110 and the bus bar 140 generates relatively more heat than other portions, heat transfer through the thermally conductive material 150A is more effective. In addition, since the thermally conductive material 150A has electrical insulation, it is possible to prevent an electrical short due to the cooling member.

도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 냉각 부재 및 냉각 핀을 개략적으로 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention. And, FIG. 8 is a perspective view schematically showing a cooling member and a cooling fin, which are some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 3과 함께 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 셀 어셈블리(100)는 상기 복수의 전지셀(110)의 외측면을 감싸도록 연장된 냉각 핀(135)을 더 구비할 수 있다. 상기 냉각 핀(135)은 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 외측면과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 7에서와 같이, 상기 냉각 핀(135)은 굴곡진 형태가 수평 방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 along with FIG. 3, the cell assembly 100 may further include cooling fins 135 extending to surround outer surfaces of the plurality of battery cells 110. The cooling fins 135 may have a shape corresponding to an outer surface of the plurality of cylindrical battery cells 110. For example, as shown in FIG. 7, the cooling fin 135 may have a structure in which a curved shape extends in a horizontal direction.

또한, 상기 냉각 핀(135)의 적어도 일부분은 상기 냉각 부재(130)의 몸체(130a)와 연결 또는 결합될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 핀(135)은 전후 방향으로 배치된 상기 2개의 냉각 부재(130) 사이에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 냉각 핀(135)의 전후 방향의 양단 각각은 2개의 냉각 부재(130)와 결합되도록 구성될 수 있다.In addition, at least a portion of the cooling fin 135 may be connected or coupled to the body 130a of the cooling member 130. For example, as shown in FIG. 8, the cooling fins 135 may be positioned between the two cooling members 130 disposed in the front-rear direction. In addition, each of both ends of the cooling fin 135 in the front-rear direction may be configured to be coupled to two cooling members 130.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 복수의 전지셀(110)의 외측면을 감싸도록 연장된 냉각 핀(135)의 적어도 일부분은 상기 냉각 부재(130)와 연결 또는 결합되도록 구성 시킴으로써, 상기 복수의 전지셀(110)에 발생된 열을 전도 방식으로 냉각 부재(130)로 전달할 수 있다. 더불어, 상기 냉각 핀(135)은 상기 냉각 부재(130)와 결합되어, 상기 냉각 부재(130)가 모듈 하우징(120)을 지지함에 있어, 상기 냉각 부재(130)를 추가로 지지하는 역할을 수행할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, by configuring at least a portion of the cooling fins 135 extending to surround the outer surfaces of the plurality of battery cells 110 to be connected or coupled to the cooling member 130, the Heat generated in the plurality of battery cells 110 may be transferred to the cooling member 130 in a conductive manner. In addition, the cooling fin 135 is coupled with the cooling member 130 to perform a role of additionally supporting the cooling member 130 when the cooling member 130 supports the module housing 120. can do.

이에 따라, 본 발명의 배터리 모듈(200)은 냉각 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각 부재(130)를 통한 상기 모듈 하우징(120)의 외부 충격에 대한 방어력을 크게 높일 수 있다. 나아가, 상기 냉각 부재(130)가 내부 구성인 복수의 전지셀(110)과 충돌되는 것을 상기 냉각 핀(135)에 의해 저지할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the battery module 200 of the present invention can not only improve cooling performance, but also greatly increase the defense power of the module housing 120 against external impacts through the cooling member 130. Further, there is an advantage of being able to prevent the cooling member 130 from colliding with the plurality of battery cells 110 as an internal configuration by the cooling fins 135.

도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 복수의 전지셀 및 냉각 핀을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 10은, 도 9의 C-C'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부분을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.9 is a perspective view schematically showing a plurality of battery cells and cooling fins, which are some components of a battery module according to another embodiment of the present invention. And, FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the battery module cut along the line C-C' of FIG. 9.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 냉각 핀(135B)에는 상기 복수의 전지셀(110)의 외면과 접촉하도록 구성된 별도의 열전도성 물질(150)을 수용하는 공간을 가진 수용부(135a)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 수용부(135a)는 상기 냉각 핀(135B)의 상기 전지셀(110)이 수용되는 부분에 열전도성 물질(150)이 수용되는 별도의 공간을 가질 수 있다. 상기 수용부(135a)는 일 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 전지셀(110) 각각이 탑재되는 상기 냉각 핀(135B)의 부분 마다 하부 방향으로 볼록한 수용부(135a)가 구비될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 수용부(135a)에는 상기 복수의 전지셀(110) 각각이 접속하도록 구성된 열전도성 물질(150)이 구비될 수 있다.9 and 10, the cooling fin (135B) has a receiving portion (135a) having a space for accommodating a separate thermally conductive material 150 configured to contact the outer surfaces of the plurality of battery cells (110). It can be provided. For example, the receiving part 135a may have a separate space in which the thermally conductive material 150 is accommodated in a portion of the cooling fin 135B in which the battery cell 110 is accommodated. The receiving part 135a may have a convex shape in one direction. For example, as shown in FIG. 9, a receiving portion 135a that is convex downward may be provided for each portion of the cooling fin 135B on which each of the plurality of battery cells 110 is mounted. In addition, as illustrated in FIG. 10, a thermally conductive material 150 configured to connect each of the plurality of battery cells 110 may be provided in the receiving part 135a.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 핀(135B)에는 상기 복수의 전지셀(110)의 외면과 접촉하도록 구성된 열전도성 물질(150)을 수용하는 공간을 가진 수용부(135a)가 구비됨으로써, 상기 복수의 전지셀(110)로부터 열이 상기 냉각 핀(135B)으로 열전달 되는 효율을 효과적으로 높일 수 있다. 더불어, 상기 열전도성 물질(150)은 상기 복수의 전지셀(110)과 상기 냉각 핀(135B) 사이에 누전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the cooling fin (135B) is provided with a receiving portion (135a) having a space for accommodating the thermally conductive material 150 configured to contact the outer surface of the plurality of battery cells (110). As a result, it is possible to effectively increase the efficiency of heat transfer from the plurality of battery cells 110 to the cooling fins 135B. In addition, the thermally conductive material 150 may prevent the occurrence of a short circuit between the plurality of battery cells 110 and the cooling fins 135B.

도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 분리된 모습을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.11 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention. And, FIG. 12 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 11 및 도 12을 참조하면, 상기 셀 어셈블리(100)는 상기 복수의 전지셀(110)이 삽입되는 냉각 프레임(137)을 더 구비할 수 있다. 상기 냉각 프레임(137)은 상기 복수의 전지셀(110)의 외면의 일부분을 감싸도록 구성된 복수의 중공관(H1)을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 프레임(137)은 24개의 전지셀(110)이 내부에 수용되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 냉각 프레임(137)은 24개의 중공관(H1)을 구비할 수 있다.11 and 12, the cell assembly 100 may further include a cooling frame 137 into which the plurality of battery cells 110 are inserted. The cooling frame 137 may have a plurality of hollow pipes H1 configured to surround a portion of the outer surface of the plurality of battery cells 110. For example, as shown in FIG. 12, the cooling frame 137 may be configured to accommodate 24 battery cells 110 therein. In this case, the cooling frame 137 may include 24 hollow pipes H1.

또한, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)의 일 방향의 말단(137s1)은 상기 냉각 부재(130)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 여기서, 최 외측벽(137s)은 상기 냉각 프레임(137)의 중심을 기준으로 가장 외부 방향에 위치한 측벽을 의미한다. 예를 들면, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)의 상기 전지셀(110)의 전극 단자(111)가 형성된 방향의 말단(137s1)은 상기 냉각 부재(130)와 접촉하도록 구성될 수 있다.Further, an end 137s1 in one direction of the outermost wall 137s of the cooling frame 137 may be configured to contact the cooling member 130. Here, the outermost wall 137s means a side wall located in the outermost direction with respect to the center of the cooling frame 137. For example, the end (137s1) of the outermost wall (137s) of the cooling frame (137) in the direction in which the electrode terminal (111) of the battery cell (110) is formed may be configured to contact the cooling member (130). have.

더욱이, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s) 보다 상대적으로 중심 측에 위치한 내측벽(137i)은 상기 최 외측벽(137s) 보다 상기 복수의 전지셀(110)이 삽입되는 방향의 길이가 짧도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 전지셀(110)을 전기적으로 연결하는 버스바(140)는 상기 냉각 프레임(137)의 중심 측에 위치한 내측벽(137i)과 이격되도록 구성될 수 있다.Moreover, the inner wall 137i located at the center side relative to the outermost wall 137s of the cooling frame 137 has a shorter length in the direction in which the plurality of battery cells 110 are inserted than the outermost wall 137s. Can be configured to In addition, the bus bar 140 electrically connecting the plurality of battery cells 110 may be configured to be spaced apart from the inner wall 137i located at the center side of the cooling frame 137.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)의 일 방향의 말단(137s1)은 상기 냉각 부재(130)와 접촉하도록 구성됨으로써, 상기 냉각 프레임(137)을 통해 상기 배터리 모듈(200)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, according to this configuration of the present invention, the end (137s1) in one direction of the outermost wall (137s) of the cooling frame (137) is configured to contact the cooling member (130), so that the cooling frame (137) is Through this, cooling efficiency of the battery module 200 may be improved.

더불어, 본 발명은, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s) 보다 상대적으로 중심 측에 위치한 내측벽(137i)은 상기 최 외측벽(137s) 보다 상기 복수의 전지셀(110)이 삽입되는 방향의 길이가 짧도록 구성됨으로써, 상기 버스바(140)와 간섭되지 않아, 배터리 모듈(200)의 내부 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, the inner wall 137i located at the center side relative to the outermost wall 137s of the cooling frame 137 is a direction in which the plurality of battery cells 110 are inserted rather than the outermost wall 137s. Since the length of is configured to be short, it is not interfered with the bus bar 140, and thus an internal short circuit of the battery module 200 can be prevented from occurring.

다시. 도 11 및 도 12을 참조하면, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)에는 연결구(137c)가 구비될 수 있다. 상기 연결구(137c)는 상기 버스바(140)의 일부분이 외부로 돌출 연장되도록 개구된 형태일 수 있다. 예를 들면, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 버스바(140)의 외부입출력단자 부분(143)은 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)의 단부에 구비된 연결구(137c)를 통해 외부로 돌출 연장될 수 있다.again. 11 and 12, a connector 137c may be provided on the outermost wall 137s of the cooling frame 137. The connector 137c may be opened so that a part of the bus bar 140 protrudes to the outside. For example, as shown in FIG. 12, the external input/output terminal portion 143 of the bus bar 140 is through a connector 137c provided at an end of the outermost wall 137s of the cooling frame 137. It can protrude to the outside.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 냉각 프레임(137)의 최 외측벽(137s)에는 상기 버스바(140)의 일부분이 외부로 돌출 연장되도록 개구된 연결구(137c)가 형성됨으로써, 상기 버스바(140)를 외부로 돌출 내지 노출 시키기 위해 변형시키거나, 복잡한 구조를 적용할 필요 없이, 상기 버스바(140)를 상기 복수의 전지셀(110)에 탑재하는 것만으로도 상기 셀 어셈블리(100)의 외부로 상기 버스바(140)의 외부입출력단자를 노출 시킬 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the outermost wall 137s of the cooling frame 137 is formed with a connector 137c opened so that a portion of the bus bar 140 protrudes to the outside. The cell assembly 100 simply by mounting the bus bar 140 on the plurality of battery cells 110 without the need to deform or apply a complicated structure to protrude or expose the outside. The external input/output terminals of the bus bar 140 may be exposed to the outside of.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은, 상기 배터리 모듈(200)을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈(200) 이외에, 이러한 배터리 모듈(200)을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈(200)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.In addition, a battery pack (not shown) according to the present invention may include at least one or more of the battery modules 200. In addition, the battery pack according to the present invention includes, in addition to the battery module 200, a pack case for accommodating the battery module 200, various devices for controlling charge/discharge of the battery module 200, such as BMS (Battery Management System), a current sensor, a fuse, etc. may be further included.

더욱이, 본 발명에 따른 자동차(도시하지 않음)는, 상기 배터리 팩(300)을 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 자동차는, 예를 들면, 상기 배터리 팩(300)을 전원으로 하는 전기 모터(도시하지 않음)를 구비한 전기 자동차일 수 있다.Moreover, a vehicle (not shown) according to the present invention may include the battery pack 300. Further, the vehicle may be an electric vehicle including an electric motor (not shown) powered by the battery pack 300 as a power source, for example.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.On the other hand, in the present specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, before, and after are used, but these terms are for convenience only and vary depending on the location of the object or the observer. It is obvious to those skilled in the art of the present invention.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equivalent range of the claims to be described.

200: 배터리 모듈 100: 셀 어셈블리
110: 전지셀
111, 111a, 111b: 전극 단자, 양극 단자, 음극 단자
120: 모듈 하우징
121, 122, 123: 상부 플레이트, 중부 케이스, 하부 플레이트
130: 냉각 부재 132, 134: 냉매 주입구, 냉매 배출구
130p: 고정 돌기
140: 버스바 150: 열전도성 물질
135: 냉각 핀 135a: 수용부
137: 냉각 프레임 137s, 137i: 최 외측벽, 내측벽
137c: 연결구200: battery module 100: cell assembly
110: battery cell
111, 111a, 111b: electrode terminal, positive terminal, negative terminal
120: module housing
121, 122, 123: upper plate, middle case, lower plate
130: cooling member 132, 134: refrigerant inlet, refrigerant outlet
130p: fixed projection
140: bus bar 150: thermally conductive material
135: cooling fin 135a: receiving portion
137: cooling frame 137s, 137i: outermost wall, inner wall
137c: connector

Claims (10)

각각에 전극 단자가 구비된 복수의 전지셀을 구비한 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리;
상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리를 수용하는 내부 공간을 가지도록 구성된 측벽을 구비한 모듈 하우징; 및
상기 셀 어셈블리의 일측 또는 타측에 위치되고 상기 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 지지하도록 구성된 적어도 하나 이상의 냉각 부재
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.At least one cell assembly including a plurality of battery cells each having an electrode terminal;
A module housing having a side wall configured to have an inner space for accommodating the at least one cell assembly; And
At least one cooling member positioned on one side or the other side of the cell assembly and configured to support a sidewall of the module housing in an outward direction
Battery module comprising a. 제1항에 있어서,
상기 냉각 부재에는 상기 모듈 하우징의 측벽을 외부 방향으로 관통 삽입하도록 구성된 냉매 주입구 및 냉매 배출구가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The battery module, wherein the cooling member is provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet configured to penetrate the sidewall of the module housing in an external direction. 제1항에 있어서,
상기 냉각 부재의 외면에서 외부 방향으로 돌출된 고정 돌기가 구비되고,
상기 모듈 하우징에는 상기 고정 돌기가 삽입되도록 내입된 고정홈이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
A fixing protrusion protruding outward from the outer surface of the cooling member is provided,
The battery module, characterized in that the module housing is provided with a fixing groove recessed so that the fixing projection is inserted. 제1항에 있어서,
상기 복수의 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전극 단자와 접촉하도록 구성된 버스바를 구비하고,
상기 냉각 부재의 일 부분은 상기 버스바와 대면하도록 구성되며,
상기 버스바와 상기 냉각 부재 사이에는 열전도성 물질이 상기 버스바의 일부분 및 상기 복수의 전지셀의 일부분 중 어느 하나 이상과 접촉하도록 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
And a bus bar configured to contact an electrode terminal to electrically connect the plurality of battery cells,
A portion of the cooling member is configured to face the bus bar,
A battery module, wherein a thermally conductive material is interposed between the bus bar and the cooling member so as to contact at least one of a portion of the bus bar and a portion of the plurality of battery cells. 제4항에 있어서,
상기 셀 어셈블리는 상기 복수의 전지셀의 외측면을 감싸도록 연장된 냉각 핀을 더 구비하고,
상기 냉각 핀의 적어도 일부분은 상기 냉각 부재와 연결 또는 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 4,
The cell assembly further includes cooling fins extending to surround outer surfaces of the plurality of battery cells,
At least a portion of the cooling fin is connected to or coupled to the cooling member. 제5항에 있어서,
상기 냉각 핀에는 상기 복수의 전지셀의 외면과 접촉하도록 구성된 열전도성 물질을 수용하는 공간을 가진 수용부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 5,
The battery module, wherein the cooling fin is provided with a receiving portion having a space for receiving a thermally conductive material configured to contact outer surfaces of the plurality of battery cells. 제4항에 있어서,
상기 셀 어셈블리는 상기 복수의 전지셀이 삽입되는 복수의 중공관을 가진 냉각 프레임을 더 구비하고,
상기 냉각 프레임의 최 외측벽의 일 방향의 말단은 상기 냉각 부재와 접촉하도록 구성되고,
상기 냉각 프레임의 최 외측벽 보다 상대적으로 중심 측에 위치한 내측벽은 상기 최 외측벽 보다 상기 복수의 전지셀이 삽입되는 방향의 길이가 짧도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 4,
The cell assembly further includes a cooling frame having a plurality of hollow tubes into which the plurality of battery cells are inserted,
An end in one direction of the outermost wall of the cooling frame is configured to contact the cooling member,
The battery module, characterized in that the inner wall of the cooling frame is configured to have a shorter length in a direction in which the plurality of battery cells are inserted than the outermost wall. 제7항에 있어서,
상기 냉각 프레임의 최 외측벽에는 상기 버스바의 일부분이 외부로 돌출 연장되도록 개구된 연결구가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 7,
A battery module, characterized in that a connector formed on an outermost wall of the cooling frame is formed with a connector opened so that a portion of the bus bar protrudes to the outside. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.A battery pack comprising at least one battery module according to any one of claims 1 to 8. 제9항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
A vehicle comprising the battery pack according to claim 9.
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