KR20210080097A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 Download PDF

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임종민
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 형성되는 버스바 프레임; 상기 버스바 프레임을 연결하는 연결부; 및 상기 전지셀 적층체를 감싸는 적어도 하나의 절연부재를 포함하고, 상기 연결부는 연성평판케이블(Flexible Flat Cable; FFC)로 형성되어 상기 절연부재 상에 부착된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 센싱 연결 부재를 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 모바일 기기 및 전기 자동차 등의 다양한 제품군에서 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존 제품의 사용을 대체할 수 있는 유력한 에너지 자원으로서, 에너지 사용에 따른 부산물이 발생하지 않아 친환경 에너지원으로서 각광받고 있다.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 전지셀 적층체의 양단에 각각 형성되는 버스바 프레임, 양단의 버스바 프레임을 연결하는 연결부를 포함하여 구성된다.
도 1은 종래의 전지 모듈에서의 버스바 프레임, 양단의 버스바 프레임을 연결하는 연성회로기판(FPC, Flexible printed circuit) 및 커버 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래에는 양단의 버스바 프레임(30)을 연성회로기판(20)을 통해 연결하고, 연성회로기판(20)의 상단에 커버 플레이트(10)를 설치하여 연성회로기판(20)의 손상을 막도록 하였다.
다만 도 1에 개시된 바와 같이, 연성회로기판(20)이 구비된 커버 플레이트(10)로 인해 그 두께만큼 전지 모듈의 높이 또한 증가하며, 모듈의 무게가 증가하는 문제점이 있다.
이와 같이 전지 모듈의 크기가 증가할 경우, 전지 모듈의 설치시 설치 공간이 더 많이 필요한 문제점이 있고, 차량에 전지 모듈을 설치할 경우 차량의 주행 성능을 감소시키는 문제점이 있다.
또한 전지 모듈의 무게가 증가할 경우, 전지 모듈의 활용성이 전반적으로 감소한다. 마찬가지로 차량에 무게가 나가는 전지 모듈을 설치할 경우 차량의 주행 성능이 하락하고 연비가 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 보다 컴팩트하고 단순한 구조를 가진 센싱 연결 부재를 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체; 상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 형성되는 버스바 프레임; 상기 버스바 프레임을 연결하는 연결부; 및 상기 전지셀 적층체를 감싸는 적어도 하나의 절연부재를 포함하고, 상기 연결부는 연성평판케이블(Flexible Flat Cable; FFC)로 형성되어 상기 절연부재 상에 부착된다.
상기 전지 모듈은 상기 연결부와 상기 절연부재 사이에 위치하는 접착부재를 더 포함할 수 있다.
상기 접착부재는 양면테이프일 수 있다.
상기 절연부재는 상기 전지셀의 적층 방향과 평행한 방향으로 이어지면서 상기 전지셀 적층체의 네 면을 감쌀 수 있다.
상기 전지 모듈은, 바닥면 및 양측면의 U자형 구조로 형성되어 상기 전지셀 적층체의 하면 및 양측면을 커버하는 하부 프레임 및 상기 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 상부 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 전지셀 적층체의 상면에 위치하는 연결본체; 상기 연결본체의 양단에서 상기 버스바 프레임 방향으로 각각 구부러져 형성된 연결 케이블; 및 상기 연결 케이블과 연결되어 상기 버스바 프레임과 각각 결합하는 연결부 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 연결부는 상기 복수의 전지셀 중 하나의 전지셀의 길이 방향과 평행하도록 형성되어 상기 버스바 프레임 사이에서 일자형태로 뻗을 수 있다.
상기 절연부재는 상기 전지셀 적층체의 상면 전체를 덮는 덮개부를 포함할 수 있다.
상기 절연부재는 상기 덮개부로부터 연장되어 상기 전지셀 적층체를 감싸는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 전지셀 적층체 아래에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함하고, 상기 열전도성 수지층은 열전도성 수지(Thermal resin)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은, 커버 플레이트의 제거로 인해 전지 모듈의 높이가 축소 됨으로써, 전지 모듈 자체의 에너지 밀도를 증가시키고 전지 모듈의 설치 공간을 확보할 수 있다. 이러한 전지 모듈 또는 전지 팩을 차량에 설치시, 그 주행 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은, 커버 플레이트의 제거로 인해 전지 모듈의 무게가 감소함으로써, 전지 모듈의 활용성을 강화할 수 있고, 차량에 설치 시, 연비를 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전지 모듈에서의 버스바 프레임, 양단의 버스바 프레임을 연결하는 연성회로기판 및 커버 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 연결부와 버스바 프레임을 결합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 상측에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 변형 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 연결부(400)와 버스바 프레임(300)이 결합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(100), 전지셀 적층체(100)의 전후면에 각각 형성되는 버스바 프레임(300), 버스바 프레임(300)을 연결하는 연결부(400) 및 전지셀 적층체(100)를 감싸는 적어도 하나의 절연부재(500)를 포함한다. 연결부(400)는 연성평판케이블(Flexible Flat Cable; FFC)로 형성되어 절연부재(500) 상에 부착된다.
한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈은, 바닥면 및 양측면의 U자형 구조로 형성되어 전지셀 적층체(100)의 하면 및 양측면을 커버하는 하부 프레임(210), 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 상부 프레임(220)을 더 포함할 수 있다.
전지셀(110)은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 상호 적층되어 전지셀 적층체(100)를 형성할 수 있다. 이러한 복수개의 전지셀(110)은 각각 전극 조립체, 전지케이스 및 전극 조립체로부터 돌출된 전극 리드를 포함할 수 있다.
전지셀 적층체(100)는, 하면 및 양측면을 커버하는 하부 프레임(210) 및 상면을 커버하는 상부 프레임(220)으로 둘러싸여 형성된다. 이때 하부 프레임(210) 상에 전지셀 적층체(100)가 삽입 되고, 그 후 상부 프레임(220)을 통해 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 방법으로 전지셀 적층체(100)가 프레임 내부에 장착될 수 있다.
하부 프레임(210) 및 상부 프레임(220)은 서로 결합되어 프레임 내부에 위치한 전지셀 적층체(100)를 수용한다. 이때 두 프레임은 용접을 통해 접합될 수 있으며, 다만 프레임의 접합 방식은 이에 한정되지 않고, 다양한 실시예를 통해 구현될 수 있다.
전지셀 적층체(100)의 전후면에는 각각 버스바 프레임(300)이 형성된다. 버스바 프레임(300)은 버스바 및 셀 연결 보드를 포함하며, 복수개의 전지셀(110)의 전극 리드들을 전기적으로 연결할 수 있도록 전지셀 적층체(100)의 전후면을 커버하여 형성될 수 있다.
버스바 프레임(300)은, 전지셀 적층체(100)의 전면에 형성된 제1 버스바 프레임(310), 전지셀 적층체(100)의 후면에 형성된 제2 버스바 프레임(320)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320)은 전지셀 적층체(100) 양측의 전극 리드들을 각각 전기적으로 연결할 수 있다.
제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320)에는 각각 엔드 플레이트(311, 312)가 장착될 수 있다. 엔드 플레이트(311, 312)는 외부의 충격으로부터 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320)에 구비된 여러 전장품을 보호하고, 동시에 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320)과 외부 전원 간의 전기적 연결을 안내할 수 있다. 엔드 플레이트(311, 312)와 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320) 사이에는 절연 커버(미도시)가 삽입되어, 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320)과 외부와의 불필요한 전기적 연결을 차단할 수 있다.
연결부(400)는 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320) 사이에 구비되어 두 버스바 프레임을 전기적으로 연결한다. 또한, 전지셀(110)들의 전압 및 온도를 센싱하고, 후술하는 연결부 커넥터(430) 등을 통해 BMS(Battery Mamagement System)로 전기적 정보를 전달하여, 각 전지셀(110)의 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상을 검출할 수 있다.
종래에는 버스바 프레임 사이에 연성회로기판(FPC: Flexible printed circuit)이 구비되어, 두 버스바 프레임이 상기 연성회로기판을 통해 연결되며, 연성회로기판의 상단에는 연성회로기판의 손상을 방지하도록 커버 플레이트가 설치되었다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연성회로기판을 보호 및 지지하던 커버 플레이트를 제거하고, 연성회로기판 대신 커버 플레이트 등의 보호 부재를 필요로 하지 않는 연성평판케이블(Flexible Flat Cable; FFC)을 사용하여 두 버스바 프레임을 연결한다.
이렇게 연성평판케이블을 통한 두 버스바 프레임의 연결을 통해, 전지 모듈 높이가 축소되어 배터리 자체의 에너지 밀도를 증가시키고, 전지 모듈의 설치 공간 확보할 수 있다. 자동차에 이러한 전지 모듈을 설치할 경우 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 연성평판케이블로 형성된 연결부(400)는 상부 프레임(220)과 전지셀 적층체(100) 사이에 위치한다. 보다 상세하게는, 적어도 하나의 절연부재(500)가 전지셀 적층체(100)를 감싸고, 연결부(400)가 절연부재(500) 상에 부착된다.
절연부재(500)는, 전기적 절연성을 갖는 부재일 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 복수로 구성될 수 있다.
전지셀 적층체(100)를 구성함에 있어, 전지셀(110)들 간의 어긋남이나 유동이 발생하지 않도록 전지셀(110)들을 고정할 필요가 있는데, 절연부재(500)가 전지셀(110)들을 감싸면서 전지셀(110)들을 고정할 수 있다. 특히, 절연부재(500)는 전지셀(110)의 적층 방향과 평행한 방향으로 이어지면서 전지셀 적층체(100)의 네 면(상면, 하면 및 양 측면)을 감싸는 것이 바람직하다.
또한, 전지셀(110)은 반복적인 충방전 과정에서 전극이 두꺼워지거나, 부반응으로 내부 전해질이 분해되어 가스가 발생할 수 있는데, 이러한 전극 팽창이나 발생한 가스에 의해 파우치형 이차 전지 셀이 부풀어 오르는 현상을 스웰링 현상이라고 한다. 스웰링 현상이 심화될 경우 전지 모듈의 외형을 변화시켜 전지 모듈이나 이를 포함하는 전지 팩의 구조적 안정성에 악영향을 미칠 수 있다. 이때, 전지셀 적층체(100)를 감싸는 절연부재(500)가 전지셀(110)들을 조립 초기부터 강하게 압박하여 스웰링으로 인한 두께 팽창을 억제할 수 있다.
한편, 절연부재(500)는 하나이거나 둘 이상일 수 있다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 전지셀 적층체(100)의 양 단부와 중앙부분을 각각 감싸도록 3개의 절연부재(500)가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 연결부(400)와 절연부재(500) 사이에 접착부재(510)가 위치하여, 연결부(400)가 절연부재(500) 상에 부착될 수 있다.
접착부재(510)는 접착성질을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 양면 테이프일 수 있다.
이를 통해, 연결부(400)가 전지셀 적층체(100)에 부착될 수 있고, 전지 모듈을 제조하는 과정에서, 연결부(400)가 전지셀 적층체(100)와 일체화 되어 다른 부품들과 조립될 수 있다.
또한, 연결부(400)를 전지셀 적층체(100) 상에 부착시킬 때, 접착부재(510)가 일종의 가이드와 같은 역할을 수행하여, 연결부(400)가 기설정된 위치에 오차 범위 내로 안정적으로 장착되는 것을 도와줄 수 있다.
한편, 도 2에서 도시된 바와 같이, 둘 이상인 절연부재(500) 각각에 접착부재(510)가 형성되는 것이 바람직하다.
연결부(400)는 복수의 전지셀(110) 중 하나의 전지셀의 길이 방향과 평행하도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결부(400)는 복수의 전지셀(110) 중 일측의 최외곽 전지셀을 기준으로 16번째 전지셀에 대응되는 위치에서 전지셀(110)의 길이 방향과 평행하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 연결부(400)의 위치를 전지셀(110) 중 하나와 대응시킴으로서, 연결부(400)의 조립이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
연결부(400)는 연질의 케이블로 형성되어 휘어질 수 있으며, 버스바 프레임 간의 전기적 연결을 위한 회로는 케이블 내부에 삽입되어 있으므로, 외부의 충격에 대처하기 용이하다.
이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 상측에서 바라본 도면이다. 도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
연결부(400)는 복수의 전지셀(110)의 길이 방향과 평행하도록 형성되어 버스바 프레임 사이에서 일자형태로 뻗어 있는 형태일 수 있다. 이를 통해 연결부(400)의 길이를 최소화 할 수 있으며, 연결부 제작에 드는 원가를 절감할 수 있고, 버스바 프레임과의 연결 시 수직 방향으로 용이하게 연결할 수 있다.
또한, 연결부(400)는 연성의 평평한 형태, 즉 플랫(plat)한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 구부러짐에 대한 반력이 심한 와이어 타입의 센싱 회로의 경우에 비해 유연하게 구부러질 수 있어 자동 조립 시 일정한 위치를 설정하기 용이하다. 또한 와이어 타입의 경우 와이어를 보호하는 추가 구조물이 필요하고 바로 전지 모듈에 적용하는 것이 아닌 별도의 조립 과정이 필요하나, 연성평판케이블은 별도의 보호 구조물 없이 바로 전지 모듈 조립에 적용이 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결부(400)는, 전지셀 적층체(100)의 상면에 위치하는 연결본체(410), 연결본체(410)의 양단에서 제1 및 제2 버스바 프레임(310, 320) 방향으로 각각 구부러져 형성된 연결 케이블(420) 및 연결 케이블(420)과 연결되어 버스바 프레임(300)과 각각 결합하는 연결부 커넥터(430)를 포함할 수 있다.
구체적으로 도시하지 않았으나, 이러한 연결부 커넥터(430)는 연결 케이블(420)과 연결되어 버스바 프레임(300)의 일측에 형성되어 있는 접속부(미도시)와 결합할 수 있다.
도 6은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 변형 실시예에 따른 전지 모듈은 전지셀 적층체(100), 버스바 프레임(300) 및 연결부(400)를 포함할 수 있다. 상기 구성에 대해서는 앞서 설명한 내용과 중복이므로 더 이상의 설명은 생략한다.
본 변형된 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지셀 적층체(100)를 감싸고 전기적 절연성을 갖는 절연부재(500a)를 포함할 수 있다.
이때, 절연부재(500a)는 전지셀 적층체(100)의 상면 전체를 덮는 덮개부(501a) 및 덮개부(501a)로부터 연장되어 전지셀 적층체(100)를 감싸는 연장부(502a)를 포함할 수 있다. 즉, 덮개부(501a)가 전지셀 적층체(100)의 상면을 덮고, 연장부(502a)가 전지셀 적층체(100)의 하면 및 양 측면을 감쌀 수 있다.
덮개부(501a) 상에 접착부재(510a)가 위치하여, 연결부(400)가 절연부재(500a) 상에 부착될 수 있다. 접착부재(510a)는 접착성질을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 양면 테이프일 수 있다. 이를 통해, 연결부(400)가 전지셀 적층체(100)에 부착될 수 있고, 전지 모듈을 제조하는 과정에서, 연결부(400)가 전지셀 적층체(100)와 일체화 되어 다른 부품들과 조립될 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 접착부재(510a)가 덮개부(501a) 상에 위치할 수 있다.
전지셀(110)은, 상술한 바 대로, 전극 조립체 및 이를 감싸는 전지케이스를 포함할 수 있다. 이때, 상기 전지케이스가 금속 시트를 포함할 수 있으므로, 상기 전지케이스가 상부 프레임(220)가 접촉하여 의도치 않은 전류 경로가 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 실시예에 따른 덮개부(501a)가 상부 프레임(220)과 전지셀 적층체(100) 사이에 위치한 채, 전지셀 적층체(100)의 상면 전체를 덮음으로써, 이러한 문제를 예방할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전지 모듈은, 전지셀 적층체(100) 아래에 위치하는 열전도성 수지층(600)을 포함할 수 있고, 이러한 열전도성 수지층(600)은 열전도성 수지(Thermal resin)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 열전도성 수지층(600)은 하부 프레임(210)의 바닥부(211)와 전지셀 적층체(100) 사이에 위치할 수 있다. 상기 열전도성 수지는 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 및 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 열전도성 수지층(600)은 상기 열전도성 수지가 바닥부(211)에 도포되어 형성될 수 있다.
상기 열전도성 수지는, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 고화되어 전지셀 적층체(100)를 구성하는 전지셀(110)들을 고정하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 열전도 특성이 뛰어나 전지셀(110)에서 발생한 열을 전지 모듈의 아래에 위치한 히트 싱크(도시하지 않음) 등에 신속히 전달하여 전지 모듈의 과열을 방지할 수 있다.
이 때, 전지셀 적층체(100)의 하면과 양 측면은 각각 그 일부 영역만 절연부재(500, 도 2 참고)나 연장부(502a, 도 6 참고)에 의해 감싸질 수 있고, 각 전지셀(110)은 절연부재(500)나 연장부(502a)에 의해 감싸지지 않은 영역을 통해 열전도성 수지층(600)과 접촉할 수 있다.
앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
상기 전지 모듈이나 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전지셀 적층체
110: 전지셀
210: 하부 프레임
220: 상부 프레임
300: 버스바 프레임
310: 제1 버스바 프레임
320: 제2 버스바 프레임
311, 312: 엔드 플레이트
400: 연결부
500, 500a: 절연부재
510, 510a: 접착부재

Claims (11)

  1. 복수의 전지셀이 적층된 전지셀 적층체;
    상기 전지셀 적층체의 전후면에 각각 형성되는 버스바 프레임;
    상기 버스바 프레임을 연결하는 연결부; 및
    상기 전지셀 적층체를 감싸는 적어도 하나의 절연부재를 포함하고,
    상기 연결부는 연성평판케이블(Flexible Flat Cable; FFC)로 형성되어 상기 절연부재 상에 부착되는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 연결부와 상기 절연부재 사이에 위치하는 접착부재를 더 포함하는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 접착부재는 양면테이프인 전지 모듈.
  4. 제1항에서,
    상기 절연부재는 상기 전지셀의 적층 방향과 평행한 방향으로 이어지면서 상기 전지셀 적층체의 네 면을 감싸는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    바닥면 및 양측면의 U자형 구조로 형성되어 상기 전지셀 적층체의 하면 및 양측면을 커버하는 하부 프레임 및 상기 전지셀 적층체의 상면을 커버하는 상부 프레임을 더 포함하는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 연결부는,
    상기 전지셀 적층체의 상면에 위치하는 연결본체;
    상기 연결본체의 양단에서 상기 버스바 프레임 방향으로 각각 구부러져 형성된 연결 케이블; 및
    상기 연결 케이블과 연결되어 상기 버스바 프레임과 각각 결합하는 연결부 커넥터를 포함하는 전지 모듈.
  7. 제1항에서,
    상기 연결부는 상기 복수의 전지셀 중 하나의 전지셀의 길이 방향과 평행하도록 형성되어 상기 버스바 프레임 사이에서 일자형태로 뻗어 있는 전지 모듈.
  8. 제1항에서,
    상기 절연부재는 상기 전지셀 적층체의 상면 전체를 덮는 덮개부를 포함하는 전지 모듈.
  9. 제8항에서,
    상기 절연부재는 상기 덮개부로부터 연장되어 상기 전지셀 적층체를 감싸는 연장부를 포함하는 전지 모듈.
  10. 제1항에서,
    상기 전지셀 적층체 아래에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함하고,
    상기 열전도성 수지층은 열전도성 수지(Thermal resin)를 포함하는 전지 모듈.
  11. 제1항에 따른 전지 모듈을 하나 이상 포함하는 전지 팩.
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